Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 124

Nitrogênio entra em um trocador de calor em regime permanente a 150   k P a ,   10   ° C e 100   m / s , e recebe calor na quantidade de 125   k J / k g à medida que escoa através dele. O nitrogênio sai do trocador de calor a 100   k P a com uma velocidade de 180   m / s . Determine a pressão de estagnação e a temperatura do nitrogênio nos estados de entrada e saída

Passo 1

Como a questão trata do nitrogênio vamos fazer assumir algumas coisas sobre esse gás que nos auxiliarão na simplificação do exercício. Assim, consideremos que o nitrogênio é um gás ideal com propriedades específicas constantes e, além disso, também consideremos que o fluxo de nitrogênio através do trocador de calor é isentrópico. Por fim, pela tabela A - 2 a temos as seguintes propriedades para o Nitrogênio

c p = 1.039 k J k g ⋅ K ,     k = 1.4

Passo 2

Pois bem, com as informações acima podemos encontrar a temperatura de estagnação e pressão do nitrogênio na entrada e nos estados de saída que serão determinados como

T 01 = T 1 + V 1 2 2 ⋅ c p = 10 ° C + 100   m / s 2 2 ⋅ 1.039 k J k g ⋅ K ⋅ 1 k J k g 1000 m 2 s 2 = 14.8 ° C

P 01 = P 1 ⋅ T 01 T 1 k k - 1 = 150   k P a ⋅ 288   K 283.2   K 1.4 1.4 - 1 = 159.1   k P a

Do balando de energia temor que

E e n t r a - E s a i = ∆ E s i s t e m a   c o m   w = 0

q e n t r a = c p ⋅ T 2 - T 1 + V 2 2 - V 1 2 2 + ∆ p e

125 k J k g = 1.039 k J k g ⋅ ° C ⋅ T 2 - 10 ° C + 180 m s 2 - 100 m s 2 2 ⋅ 1 k J k g 1000 m 2 s 2

→ T 2 = 119.5   ° C

Sendo assim, teremos

T 0 2 = T 2 + V 2 2 2 ⋅ c p = 1 19.5 ° C + 1 8 0   m / s 2 2 ⋅ 1.039 k J k g ⋅ K ⋅ 1 k J k g 1000 m 2 s 2 = 135.1 ° C

P 0 2 = P 2 ⋅ T 0 2 T 2 k k - 1 = 1 0 0   k P a ⋅ 408.3   K 392.7   K 1.4 1.4 - 1 = 114.6   k P a

Resposta

T 02 = 135.1 ° C

P 02 = 114.6   k P a

Ver Outros Exercícios desse livro