Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 157

Vapor de água entra em um bocal a baixa velocidade, a 150 °C e 200 kPa, saindo como vapor saturado a 75 kPa. Existe transferência de calor do bocal para a vizinhança à quantidade de 26 kJ para cada quilograma de vapor que escoa pelo bocal. Determine

  1. a velocidade de saída do vapor
  2. o fluxo de massa do vapor na entrada do bocal, considerando que sua área de saída corresponde a 0,001 m 2 .

Passo 1

Vamos assumir que:

Este é um processo de fluxo constante, pois não há alterações com o tempo.

A mudança potencial de energia é insignificante.

Não há interações de trabalho.

Então, o balanço de energia para este sistema de fluxo constante pode ser expresso na forma de taxa como:

E e n t - E s a í d a = Δ E s i s t = 0

E e n t = E s a í d a

m ( h 1 + V 1 2 2 ) = m ( h 2 + V 2 2 2 ) + Q s a í d a , já que W = Δ p e = 0

Ou,

V 2 = 2 ( h 1 - h 2 - q s a í d a

As propriedades do vapor na entrada e na saída são:

P 1 = 200   k P a → h 1 = 2769.1   k J / k g

T 1 = 150 º C

P 2 = 75   k P a → v 2 = 2.2172   m 3 / k g

s a t .   v a p . h 2 = 2662.4   k J / k g

Substituindo, achamos a velocidade de saída do vapor:

V 2 = 2 ( h 1 - h 2 - q s a í d a = 401.7   m / s

Passo 2

Na letra b, o fluxo de massa do vapor na entrada do bocal:

m = 1 v 2 A 2 V 2 = 0.181   k g / s

Resposta

V 2 = 401.7   m / s

f l u x o   d e   m a s s a   d o   v a p o r = 0.181   k g / s

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Vapor de água a 4 MPa e 400 °C entra em um bocal em regime permanente com uma velocidade de 60 m/s, e sai a 2Mpa e 300 °C. A área na entrada do bocal é de 50 c m 2 e calor está sendo perdido a uma tax
Vapor entra um tubo isolado a 200 kPa e 200 °C e sai a 150 kPa e 150 °C. A relação de diâmetros de entrada a saída para o tubo é D1/D2 =1,80. Determine as velocidades de entrada e saída do vapor.
Reconsidere o Prob. 5–39. Usando o EES (ou outro programa), investigue o efeito da velocidade de entrada sobre a velocidade de saída e a razão entre a área de entrada e a área de saída. Considere que
Reconsidere o Prob. 5–30. Usando o EES (ou outro programa), investigue o efeito da área na entrada sobre o fluxo de massa, a temperatura de saída e a área na saída. Considere que a área na entrada var
7- Quais são as diferenças entre os escoamentos que ocorrem num bocal e num estrangulamento?