Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 79
A Fig. P4.79 mostra um painel de coletor solar colocado em um telhado com uma área superficial de . O painel recebe energia do Sol a uma taxa de 200 Btu/h por de área (630,8 do coletor. Vinte e cinco por cento da energia incidente são perdidos para a vizinhança. O restante da energia é usado para aquecer a água de uso doméstico de 90°F (32.2°C) a 120°F (48,9°C). A água atravessa o coletor solar sem queda de pressão apreciável. Desprezando os efeitos das energias cinética e potencial, determine para regime permanente quantos galões de água a 120°F o coletor fornece por hora.
Passo 1
Faaaaaaaaala galera, bora para mais um?
Escreveremos a equação de equilíbrio da taxa de energia para o bico em estado estacionário .
é a transferência de calor.
é a transferência de trabalho.
é a taxa de fluxo de massa.
é a entalpia especifica de entrada.
é a entalpia específica na saída.
é a velocidade de entrada.
é a velocidade de saída.
A taxa de transferência de calor e o trabalho realizado podem ser ignorados. Além disso, é indicado ignorar os efeitos potenciais da energia.
Passo 2
Calculando a taxa de transferência de calor
Fazendo as devidas substituições
Obtenha as propriedades do vapor a partir das propriedades da tabela de temperatura da água saturada em 90°F, no nosso livro texto.
A entalpia inicial é .
Obtenha as propriedades do vapor a partir das propriedades da tabela de temperatura da água saturada em 120°F, no nosso livro texto.
A entalpia final é .
O volume específico final é de .
Passo 3
Calcularemos a taxa de fluxo de massa através das substituições 58.07 Btu/lb de 88 Btu/lb por , e 3600 Btu/h por , na equação (1).
Agora iremos calcular a vazão volumétrica da água fornecida em 120°F.
Portanto, a taxa de fluxo de volume é de 14.59 gal/h.
Resposta
Portanto, a taxa de fluxo de volume é de 14.59 gal/h.