Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 66
A Fig.P4.66 fornece os dados para uma bomba que opera em regime permanente retirando água de uma represa e entregando-a a uma pressão de 3 bar para um tanque de armazenamento situado acima da represa. A vazão mássica da água é de 1,5 kg/s . A temperatura da água permanece aproximadamente constante e igual a 15°C, não há variações significativas na energia cinética entre a entrada e a saída, e a transferência de calor entre a bomba e a sua vizinhança é desprezível. Determine a potência necessária para a bomba em kW. Considere .
Passo 1
Fala galerinha, cêis tão baum?
Vamos direto ao que interessa, então?
Bora lá!
Vem comigo na Tabela A-2, propriedades da água saturada, temos que para a , teremos as informações sobre o volume específico de liquido saturado .
Passo 2
Aplicaremos a equação da energia no ponto 1 a água de um reservatório, e no estado 2 no tanque de armazenamento .
é a transferência de calor entre a bomba e o ambiente.
é a transferência de trabalho.
é a transferência de fluxo de massa da água.
é a entalpia especifica de entrada.
é a entalpia específica na saída.
é a mudança de energia cinética.
é a diferença na energia potencial por unidade da taxa de fluxo de massa.
A taxa de transferência de calor e o trabalho realizado podem ser ignorados. Além disso, é indicado ignorar os efeitos potenciais da energia.
Negligenciando a transferência de calor, e também as mudanças de energia cinética.
Trabalhando nessa equação teremos
Passo 3
Calculando a entalpia para o estado 1, da seguinte maneira
E encontraremos a entalpia no estado 2, da seguinte maneira
Para calcular a entalpia no estado 1 e 2, vamos usar a seguinte expressão
Fazendo as devidas substituições, teremos
Passo 4
Fazendo as devidas substituindo na equação 1
O sinal negativo indica entrada de energia para a bomba.
Portanto, a entrada de energia para a bomba é
Resposta
Portanto, a entrada de energia para a bomba é