Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 10

Vapor superaquecido de amônia entra em um bocal com isolamento térmico a 20   ° C   e   800   K P a , conforme mostrado na F i g . P 6.10 , com uma velocidade baixa e vazão constante de 0,01   K g / s . A amônia sai a 300   K P a com uma velocidade de 450   m / s . Determine a temperatura ( ou título, se saturado) e a área na saída do bocal.

Passo 1

Saudações Galerinha, tudo bem?

Vamos juntos resolver mais um Exercício!

Antes de começar relembraremos a equação da energia que vou utilizar para nosso primeiro passo para a resolução do problema.

h 1 + 1 2 V ² 1 + q   = h 2 + 1 2 V ² 2                             ( 1 )

Acho que estamos prontinho para encarar esse sistema. Vamos juntos!

Com a leitura do problema sabemos que no sistema não existe transferência de calor pois o mesmo se encontra isolado, logo:

q = 0           e       V 1 = 0  

Agora teremos que consultar a tabela B.2.2 com isso vamos encontrar que h 1 =     1479,1   K J / K g    

Reescrevendo a equação (1) e isolando h 2 vamos obter:

h 1 - 1 2 V ² 2 = h 2

Substituindo os valores de V 2   e     h 1 :

1479,1   - 1 2 x   1000 ( 450 2 ) = h 2

Ei! esse 1000 aparece pois h 1 está escrito na unidade KJ/Kg, então temos que compensar , beleza?.

Continuando...

1479,1   - 101,25   = h 2

1377,85   K J / K g   = h 2

Mais uma vez vamos recorrer as tabelas desta vez a tabela B.2.1, com ela vamos obter que a pressão P 2 = 300 KPa e que a temperatura de saturação é – 9,24 °C

Passo 2

Para encontrar o título devemos relembrar que o mesmo é calculado utilizando a equação:

h 2 = h + X h l v

Isolando a X desta equação teremos:

h 2 - h h l v = X

Recorrendo a tabela novamente!

Calma quase acabando, nada de desespero beleza!

h l v = 1293,82 K J K g       e   h = 137,89   K J K g        

Substituindo os valores com os dados fornecidos da questão, temos:

1377,85 - 137,89 1293,81 = X

1239,89 1293,81 = X

0,9584   = X

Ei! STOP para uma observação importante, tranquilidade?

Com o título de um sistema podemos calcular a entalpia h e o volume específico v .

Então podemos encontrar o volume especifico para esse sistema utilizando a relação:

v 2   =   v   1 +   X v

Mais uma vez temos que consultar a tabela B.2.1, assim encontraremos que v   1 = 0,001536 e v = 0,40566

Substituindo os valores vamos obter:

v 2   =   0,001536 +   0,9584   x   0,40566

v 2   =   0,001536 +   0,3887  

v 2   =   0,3872     m 3 / K g

Para encontrar a área da secção transversal, devemos relembrar que a taxa de fluxo de massa será:

m ˙ =   ρ A V = A V / v

Isolando a área desta equação teremos:

A = v m ˙ / V

Substituindo os valores com os dados fornecidos da questão, temos:

A = 0,01     x   0,3872   / 450  

A = 3,872 - 3   / 450  

A = 8,60 x   10 - 6   m

Oba! acabamos por aqui te vejo na próxima questão.

Resposta

X = 0,9584  

A = 8,60 x   10 - 6   m