Enunciado

Repita o Prob. 9–133, considerando três estágios de compressão com resfriamento intermediário e três estágios com expansão com reaquecimento.

Passo 1

Vamos assumir que:

As premissas do padrão aéreo são aplicáveis.

O ar é um gás ideal com aquecimentos específicos constantes à temperatura ambiente.

As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.

Sabemos que as propriedades do ar à temperatura ambiente são c p = 1.005   k J / k g . K e k = 1.4 .

As temperaturas em vários estados são obtidas da seguinte forma

T 2 = T 4 = T 1 r p ( k - 1 ) / k = 430.9 K

T 5 = T 4 + 20   = 450.9   K

q e n t = c p ( T 6 - T 5 )

T 6 = T 5 + q e n t c p = 749.4   K

T 7 = T 6 ( 1 r p ) ( k - 1 ) / k = 504.3   K

T 8   = T 7 + q e n t c p = 802.8   K

T 9 = T 8 ( 1 r p ) ( k - 1 ) / k = 540.2   K

T 10 = T 9 - 20 = 520.2   K

Passo 2

O calor de entrada é:

q e n t = 300 + 300 + 300 = 900   k J / k g

O calor de saída é:

q s a í d a = c p ( T 14 - T 1 ) + c p ( T 2 - T 3 ) + c p ( T 4 - T 5 )   =   538.9   k J / k g

A eficiência térmica do ciclo é:

η t e = 1   -   q s a í d a q e n t = 40.1 %

Resposta

η t e = 40.1 %

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