Enunciado

Propano ( C 3 H 8 ) entra em uma turbina que opera em regime estacionário a 100   b a r e 400   K , e se expande isotermicamente sem irreversibilidades até 10   b a r . Não ocorrem variações significativas nas energias cinética e potencial. Utilizando os dados do diagrama generalizado de fugacidade, determine a potência produzida, em k W , para uma vazão mássica de 50   k g / m i n .

Passo 1

E aí, galerinha! Oia nós aqui de novo!

Bom! Vamos começar fazendo um esboço desse nosso sistema...

Consideremos para esse sistema que...

1 - F l u x o   C o n s t a n t e

2 - A   e x p a n s ã o   é   i s o t é r m i c a

3 - E f e i t o s   d e   e n e r g i a   c i n é t i c a   e   p o t e n c i a l   d e s p r e z í v e i s

Passo 2

Sendo assim. Com base nos dados do Problema 11.115 e da tabela A - 1 , temos que...

P R 1 = 100   b a r 42,7   b a r = 2,34

P R 2 = 10   b a r 42,7   b a r = 0,23

T R = 400 370 = 1,08

E temos também que..

f P 1 = f 1 P 1 = 0,48

f P 2 = f 2 P 2 = 0,96

Assim, usando a equação abaixo...

W ˙ c v = - m ˙ R T ln ⁡ f 2 f 1 = - m ˙ R - M T ln ⁡ f 2 P 2 ⋅ P 2 P 1 ⋅ P 1 f 1

Substituindo os valores numéricos, achamos nossa resposta:

W ˙ c v = - 50 60   k g / s   8,314 44,09   k J / k g ⋅ K ( 400   K ) ln ⁡ 0,96 ⋅ 0,23 2,34 ⋅ 1 0,48

W ˙ c v = 101,1   k W

Pronto! Finalizamos aqui!

Resposta

W ˙ c v = 101,1   k W

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