Ar a 32 lbf/in2 (220,6 kPa) e 680°R (104,6°C) é extraído do compressor principal de um motor de avião a jato para o resfriamento da cabina. O ar extraído entra em um trocador de calor, onde é resfriado a pressão constante até 600°R (60,2°C) por transferência de calor para o ambiente. Em seguida, expande-se adiabaticamente em uma turbina até 14 lbf/in2 (96,5 kPa) e é descarregado na cabina a 500°R (4,6°C), com uma vazão mássica de 200 lb/min (1,5 kg/s). Determine

(a) a potência desenvolvida pela turbina, em HP.

(b) a eficiência isentrópica da turbina.

(c) a taxa de transferência de calor do ar para o ambiente, em Btu/min.

É dado que:

• Temperatura de extração do ar:
• Pressão de extração do ar:
• Temperatura na saída do trocador de calor:
• Pressão na saída da turbina:
• Temperatura na saída da turbina:
• Taxa de vazão mássica do ar:

O diagrama é mostrado abaixo

Da tabela de propriedades do ar com

Da tabela de propriedades do ar com

Da tabela de propriedades do ar com

a) a potência desenvolvida pela turbina

Transformando para

b) o processo 2-3s é isentrópico, então usando a relação isentrópica

Da tabela de propriedades do ar com , interpolando

Usando a eficiência isentrópica da turbina

c) a taxa de transferência de calor do ar para o ambiente

aplicando a equação de energia para o processo 1-2

Já que a pressão permanece constante, o trabalho também é zero ()

O sinal negativo indica que o calor é perdido para o sistema.