Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 58
Ar entra em um compressor operando em regime permanente com uma pressão de 14.7 (101.3 kPa), uma temperatura de 80°F (26.7°C) e com uma vazão volumétrica de (). O ar sai do compressor a uma pressão de (620.5 kPa). A transferência de calor entre o compressor e sua vizinhança ocorre a uma taxa de 9,7 Btu por lb (22,6 kK/kg) de ar. A potência de entrada do compressor é de 90 hp (67,1 kW). Usando o modelo de gás ideal para o ar e abandonando os efeitos das energias cinéticas e potencial, determine a temperatura de saída, em °F.
Passo 1
Falaaaaaaaaaaaaaaaaaaa meus consagradx´s, bora que bora?
Dados :
O ar entra em um compressor com uma pressão de
Temperatura de fluxo volumétrico de entrada
Taxa de fluxo volumétrico de entrada
Pressão de saída do compressor
Transferência de calor do compressor para seus arredores
Entrada de energia do compressor
Passo 2
Ao aplicarmos a equação de equilíbrio da taxa de energia em estado estacionário
Ao negligenciarmos as mudanças de energia cinética e potencial, a equação de energia acima torna se
Para resolver a temperatura de saída, devemos encontrar a entalpia de saída , Sendo assim
Passo 3
A taxa de fluxo de massa de ar pode ser calculada usando a fórmula
Como o ar é modelado como um gás ideal, podemos substituir o volume específico usando
Onde
Portando, a equação da taxa de fluxo de massa acaba se tornando :
Passo 4
Na tabela de Pesos Atômicos moleculares de Elementos e Compostos Selecionados , a massa molar do ar é de .
Substituindo os valores conhecidos na equação (2)
Passo 5
Para
Da tabela de Propriedades de gás ideais do ar
.
Da tabela de Propriedades de Gás ideal do ar em
Portanto, a temperatura de saída do ar é de
Resposta
Portanto, a temperatura de saída do ar é de ;