Enunciado

Ar entra em um compressor que opera em regime permanente a T 1 = 300   K ,   p 1 = 1   b a r e com velocidade de 70 m/s. Na saída, T 2 = 540   K ,   p 2 = 5   b a r e a velocidade é de 150 m/s. O ar pode ser modelado como um gás ideal com c p = 1,01 k J k g   K . As perdas de calor podem ser ignoradas. Determine (a) a potência requerida pelo compressor e (b) a taxa de destruição de exergia no interior do compressor.

T 0 = 300   K ,   p 0 = 1   b a r .

Passo 1

Iai galera, como estamos? Bora pra mais uma questãozinha braba desse assunto!

Pra começar, vamos assumir que o volume de controle age em um estado estático e só há transferência de calor quando a temperatura for igual a inicial. Também os efeitos de movimento e gravidade vão ser desconsiderados.

Com a equação do gás ideal, no estado estático temos que:

m 1 = A V 1 v 1 = 95 900 ( 8312 / 28,97 ) 295 = 1009,9   k g / h

Com auxilio da tabela A-22, temos que:

W c v = 1009,9 295,17 - 596,52 + 1400 4,19 - 10 = - 100,83   k W

Num estado estático, o balanço de entropia se reduz a:

σ c v = m 1 T 2 - T 1 - R ln ⁡ p 2 p 1 + m 3   c ln ⁡ T 4 T 3

σ c v = 110,56 + 196,86 1 3600 = 9,08539 k W k

Por fim, temos que:

E d = T 0   σ c v = 293 0,05839 = 25,02   k W

Resposta

E d = 25,02   k W

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