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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 80

A Fig. P6.80 mostra o esquema de uma unidade que opera com ar e em regime permanente. A seção de alimentação, referenciada por 1, apresenta um escoamento com vazão de 0,025   k g / s , p = 350   k P a e T = 150 ° C e com velocidade desprezível. A outra seção de alimentação, referenciada por 2 , apresenta um escoamento com baixa velocidade, p = 350   k P a e T = 15 ° C . O ponto 3 é referente a única seção de descarga da unidade e, nesta seção a temperatura é - 40 ° C , a pressão é 100   k P a e o diâmetro da tubulação é igual a 25   m m . Sabendo que o calor transferido da unidade ao meio é de 1,2   k W e que a potência produzida é 4,5   k W , determine a vazão em massa de ar na seção 2.

Passo 1

Opa, tudo bem?

Aqui temos dois fluxos de entrada e um de saída. Sabendo que o fluxo de massa que entra deve ser o mesmo que sai, temos que:

m ˙ 1 + m ˙ 2 = m ˙ 3

Pela equação de energia temos que:

m 1 ˙ h 1 + m ˙ 2 h 2 = m ˙ 3 h 3 + W ˙ + Q ˙

Podemos aproximar:

h = C p T

Logo:

m 1 ˙ C p T 1 + m ˙ 2 C p T 2 = m ˙ 3 C p T 3 + W ˙ + Q ˙

Substituindo os valores conhecidos, temos que:

0,025 1,004 423 + m ˙ 2 1,004 288 = 0,025 + m ˙ 2 1,004 233 + 4 + 1

m ˙ 2 = 0,0041   k g / s

Resposta

m ˙ 2 = 0,0041   k g / s

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