Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 180
Determine a potência de entrada para um compressor que comprime hélio a partir de 150 kPa e 20 °C para 400 kPa e 200 °C. O gás entra nesse compressor por meio de um tubo de 0,1 m2 a uma velocidade de 15 m/s.
Passo 1
Vamos assumir que:
Este é um processo de fluxo constante, pois não há alterações com o tempo.
As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.
O hélio é um gás ideal com aquecimentos específicos constantes.
O compressor é adiabático.
Sabemos que o calor específico de pressão constante do hélio é . A constante de gás é .
Existe apenas uma entrada e uma saída e, portanto,. Tomamos o compressor como sistema, que é um volume de controle, uma vez que a massa atravessa a fronteira. O balanço de energia para este sistema de fluxo constante pode ser expresso na forma de taxa como:
, já que
O volume específico de ar na entrada e a vazão mássica são:
Passo 2
Então, a potência de entrada é determinada a partir da equação do balanço de energia