Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 14
A Fig. P4.14 fornece os dados para vapor d´agua escoando em regime permanente por uma tubulação. As vazões volumétricas, as pressões e as temperaturas são iguais em ambas às saídas. Determine a vazão mássica na entrada e na saída, ambas em kg/s.
Passo 1
Iremos obter a relação para a vazão de massa na entrada 1.
é a área na seção 1,
é a velocidade na seção 1,
é p volume específico no estado 1.
Obteremos as propriedades do vapor de água na seção 1, a partir das tabelas de vapor de água superaquecido como,
Para e
O volume específico na seção 1 é
Calcularemos a taxa de fluxo de massa na entrada 1
Substituindo na fórmula a seguir, temos.
em .
em .
em .
Portanto, a taxa de fluxo de massa na entrada é de .
Passo 2
Aplicaremos a equação de balanço de massa na saída da seguinte maneira:
Como o sistema está em estado estacionário e as duas saídas são idênticas, a taxa de fluxo de massa em cada saída deve ser a metade da taxa de fluxo de entrada.
Substitua .
Portanto, a taxa de fluxo de massa nas saídas é de
Resposta
Portanto, a taxa de fluxo de massa na entrada é de .
Portanto, a taxa de fluxo de massa nas saídas é de