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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 153

Repita o Prob. 9–94, usando análise da exergia.

Passo 1

Do problema 9-94, temos:

T_1 = 288 k , T_2 s = 585.8 K , T_2 = 618.9 K , T_3 = 873 K , T_4 s = 429.2 K , T_4 = 473.6 K , r_p = 12 .

A mudança exergia de um fluxo entre um estado de entrada e saída é dada por

Delta psi = h_e - h_i - T_0 ( s_e - s_i )

Essa também é a expressão do trabalho reversível. A aplicação desta equação para processos de compressão isentrópicos e reais fornece as seguintes respostas para entalpias:

s_2 s - s_1 = c_p l n (T_2 s)/(T_1) - R l n (P_2)/(P_1) = 0.0003998 k J // k g . K

w_r e v , 1 - 2 s = c_p ( T_2 s - T_1 ) - T_0 ( s_2 s - s_1 ) = 299.2 k J // k g

s_2 - s_1 = c_p l n (T_2)/(T_1) - R l n (P_2)/(P_1) = 0.05564 k J // k g . K

w_r e v , 1 - 2 = c_p ( T_2 - T_1 ) - T_0 ( s_2 - s_1 ) = 316.5 k J // k g

Passo 2

As irreversibilidades, portanto, aumentam o trabalho mínimo do compressor:

Delta w_r e v , C = w_r e v , 1 - 2 - w_r e v , 1 - 2 s = 17.3 k J // k g

Agora, vamos repetir todas aquelas contas para a turbina:

s_3 - s_4 s = c_p l n (T_3)/(T_4 s) - R l n (P_3)/(P_4) = 0.0003944 k J // k g . K

w_r e v , 3 - 4 s = c_p ( T_3 - T_4 s ) - T_0 ( s_3 - s_4 s ) = 445.9 k J // k g

s_3 - s_4 = c_p l n (T_3)/(T_4) - R l n (P_3)/(P_4) = - 0.09854 k J // k g . K

w_r e v , 3 - 4 = c_p ( T_3 - T_4 ) - T_0 ( s_3 - s_4 ) = 445.9 k J // k g

Delta w_r e v , T = w_r e v , 3 - 4 s - w_r e v , 3 - 4 = 16.1 k J // k g

Portanto, fica claro que o compressor é um pouco mais sensível às irreversibilidades do que a turbina

Resposta

Fica claro que o compressor é um pouco mais sensível às irreversibilidades do que a turbina

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