Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 119
Quanto trabalho potencial, em Btu/lbm de ar seco, é perdido na torre de refrigeração do Prob. 14-118E? Considere .
Passo 1
Pelo problema 14-118E, encontramos que a vazão mássica de ar seco era de , agora, vamos encontrar a relação da massa de água e ar seco existente, assim:
Daí, pelo balanço de massa realizado na questão anterior:
Passo 2
Analisando as tabelas de vapor no final do livro, conseguimos encontrar o valor das entropias da água, assim:
Assim, a variação de entropia na corrente de água será de:
Passo 3
Agora, vamos encontrar as entropias do vapor da água na corrente de ar nas tabelas de vapor, assim:
Agora, calculando a variação da entropia, teremos:
Passo 4
Encontrando agora as pressões parciais do vapor de água e a pressão parcial de ar seco, temos:
Lembrando que as pressões de saturação são encontradas nas tabelas de vapor da água e a umidade relativa foi dada no exercício anterior, sendo e .
Passo 5
Teremos então que a variação de entropia do ar seco será dada por:
Consultando as tabelas no final do livro, encontramos que o e o R do ar são 0,240 Btu/lbm e 0,06855 Btu/lbm, assim:
Teremos que a entropia gerada pela torre de resfriamento será a variação total de entropia, assim:
Passo 6
Assim, teremos que o trabalho potencial perdido na torre é dado por:
Resposta
Assim, o trabalho potencial perdido na torre de resfriamento é de 0,792 Btu/lbm de ar seco.