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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 97

Dióxido de carbono na fase gás entra em um tubo a 3   M P a e 500   K a uma vazão de 2   k g / s . Ele é resfriado a pressão constante, e sua temperatura cai a 450   K na saída do tubo. Determine a vazão volumétrica e a densidade do dióxido de carbono na entrada, e também a vazão volumétrica na saída do tubo, usando (a) a equação do gás ideal e (b) o diagrama generalizado de compressibilidade. Determine também (c) o erro envolvido em cada caso.

Passo 1

Então pessoal, vamo lá! O fluxo de C 0 2 flui por um cano. A taxa de volume de fluxo e a densidade na entrada devem ser determinados, além de erro. Analisando, (a) da equação dos gases ideiais,

V 1 = m R T 1 P 1 = ( 2 ) ( 0.1889 ) ( 500 ) ( 3000 k ) = 0.06297 m 3 k g   ( e r r o   d e   2,1 % )

ρ 1 = P 1 R T 1 = 3000 k 0.1889 × 500 = 31.76 k g m 3 ( e r r o   d e   2,1 % )

V 2 = m R T 2 P 2 = ( 2 ) ( 0.1889 ) ( 450 ) 3000 k = 0.05667 m 3 k g ( e r r o   d e   3,6 % )

Passo 2

Do diagrama de compressibilidade, temos:

P R = P 1 P σ = 3   M P a 7,39   M P a = 0,407

T R , 1 = T T c r = 500 K 304,2 K = 1,64

Esses valores nos darão Z 1 = 0,9791

Para o outro ponto, temos:

P R = P 2 P σ = 3   M P a 7,39   M P a = 0,407

T R , 1 = T 2 T c r = 450 K 304,2 K = 1,4 8

Com isso, temos Z 2 = 0,9656

Passo 3

Portanto, ao fim temos que:

V 1 = Z 1 m R T 1 P 1 = 0,9791 2 0,1889 500 3000 = 0,06165   m 3 / k g

ρ 1 = P 1 Z 1 R T 1 = 3000 0,9791 0,1889 500 = 32,44   k g / m ³

V 2 = Z 2 m R T 2 P 2 = 0,9 656 2 0,1889 45 0 3000 = 0,05472   m 3 / k g

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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