Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 41
São necessários dois suprimentos num certo processo industrial: um de vapor d’água saturado a e apresentado vazão de e outro, com vazão igual a , de ar comprimido a . Estes suprimentos devem ser fornecidos pelo arranjo mostrado na Fig. P.41. O vapor é expandido, na turbina, até a pressão necessária e a potência gerada nesta expansão é utilizada para acionar o compressor que aspira ar da atmosfera . Admitindo que todos os processos sejam adiabáticos e reversíveis, determine os valores da pressão e temperatura de admissão do vapor d’água para que o arranjo opere convenientemente.
Passo 1
Fala galera!
Vamos resolver mais uma questão de termodinâmica, borá lá!
Vamos começar o problema analisando o compressor, e pela equação de energia vamos calcular a sua potência:
Como a massa que entra no compressor é igual a de saída:
Pela Tabela A.5, temos:
Temos a massa e a temperatura de entrada no compressor, precisamos da temperatura de saída.
Como temos um processo adiabático e reversível, ou seja, isentrópico, e um gás ideal, podemos utilizar a seguinte equação:
Dados:
;
;
.
Substituindo os dados, temos:
Substituindo na equação de energia:
Passo 2
Como a potência total do sistema deve ser igual a zero, então:
Novamente pela equação de energia:
Pela Tabela B.1.2 com:
Obtemos:
Substituindo na equação:
Passo 3
Como temos um sistema isentrópico, então:
E
Por fim, com os dados obtidos, na Tabela B.1.2 conseguimos encontrar os valores da pressão e temperatura de admissão do vapor d’água para que o arranjo opere convenientemente:
É isso! Fácil né?
Até a próxima!