Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 35

Dois escoamentos de ar estão a 200   k P a ; um tem 1   k g / s a 400   K e o outro tem 2   k g / s a 290   K . Os dois escoamentos são misturados juntos em uma caixa com isolamento térmico para produzir um escoamento único de saída a 200   k P a . Determine a temperatura de saída e a taxa total de geração de entropia.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Nós temos os seguintes dados, fornecidos pelo enunciado

m 1 ' = 1 k g s

p 1 = 200   k P a

T 1 = 400   K

m 2 ' = 2 k g s

p 2 = 200   k P a

T 2 = 290   K

p e = 200   k P a

Passo 2

Em primeiro lugar, obteremos a capacidade calorífica específica da tabela A.5

C p 0 = 1,004 k J k g   K  

O próximo passo é calcular o fluxo de massa de saída usando a equação de continuidade

m 1 ' + m 2 ' = m 3 '

Substituindo os termos

1 + 2 = 3 k g s

Para calcular a temperatura de saída, temos que configurar a equação da energia

m 1 ' h 1 + m 2 ' h 2 = m e ' h e + W t o t

Como esta é a saída de potência da caixa isolada é 0, então isso simplifica nossa equação e, em vez de entalpia, usaremos o termo h = C p 0 T , para que possamos extrair a temperatura de saída:

m 1 ' C p 0 T 1 + m 2 ' C p 0 T 2 = m e ' C p 0 T e

Se nós dividimos a equação por m e ' C p 0

T e = m 1 ' m e ' T 1 + m 2 ' m e ' T 2

Fazendo o processo de substituição

T e = 1 3 ∙ 400 + 2 3 ∙ 290

Com isso, nós temos que

T e = 326,67   K

Passo 3

Resta agora calcular a taxa total de geração de entropia com a equação de entropia

m 1 ' s 1 + m 2 ' s 2 + S g e n = m e ' s e

Isolando o termo S g e n

S g e n = m 1 ' s e - s 1 + m 2 ' s e - s 2

Em vez de variação de entropia dentro dos colchetes, usaremos a Eq 8.25, dentro da qual a parte da pressão da equação se cancela porque todas as pressões são as mesmas:

S g e n = m 1 ' ln ⁡ T e T 1 + m 2 ' ln ⁡ T e T 2

Com isso, nós temos que

S g e n = 1 ∙ ln ⁡ 326,67 400 + 2 ∙ ln ⁡ 326,67 290 = 0,0358 k W K

Com isso, nós temos que

S g e n = 0,0358 k W K

Resposta

T e = 326,67

S g e n = 0,0358 k W K

Exercícios de Livros Relacionados

Um dispositivo, que opera em regime permanente, é alimentado com 4k g / s de amônia a 150k P ae253K . A temperatura e a pressão do fluido na seção de descarga do dispositivo são iguais a 353Ke400k P a
Um dispositivo, que opera em regime permanente, é alimentado com 4k g / s de amônia a 150k P ae253K . A temperatura e a pressão do fluido na seção de descarga do dispositivo são iguais a 353Ke400k P a
Calcule a temperatura e a pressão de estagnação do escoamento de ar sobre a superfície de um meteorito que está entrando na atmosfera com uma velocidade de 2000m / s . Admita que a temperatura e a pre
Um dispositivo, que opera em regime permanente, é alimentado com C O 2 , a 300Ke200k P a . Um reservatório térmico, que apresenta temperatura igual a 600K , transfere calor para o dispositivo e este d
Uma bomba hidráulica é alimentada com 0,1m 3 / s de água a 15° C e descarrega o fluido a 20m / s num plano localizado 10m acima daquele onde a bomba está instalada. Admitindo que a eficiência isentróp