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
- a velocidade de saída do vapor
- o fluxo de massa do vapor na entrada do bocal, considerando que sua área de saída corresponde a .
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:
, já que
Ou,
As propriedades do vapor na entrada e na saída são:
Substituindo, achamos a velocidade de saída do vapor:
Passo 2
Na letra b, o fluxo de massa do vapor na entrada do bocal: