7.104 Ar a 100 kPa e
é comprimido ate a pressĩo de 400 kPa e depois é expandido, num bocal, até a pressâo atmosférica. O compressor e o bocal apresentam eficiências isoentrópicas iguais a
e é possivel desprezar a variação de energia cinética que ocorre no compressor. Nestas condições, determine o trabalho necessário para operar o compressor, a temperatura do ar na descarga do bocal e a velocidade do ar na sua seção de saida.
Passo 1
O ar entra no compressor em
e
, é comprimido até
por um compressor de eficiência isoentrópica
(despreza-se variação de energia cinética) e depois expande-se numa saída (bocal) de
com eficiência isoentrópica
. Assumimos ar ideal com
e
. Vamos calcular (a) o trabalho específico do compressor, (b) a temperatura na descarga do bocal e (c) a velocidade de saída.
Passo 2
Calcular primeiro a temperatura isoentrópica de saída do compressor e depois a real.
Substituindo:
A temperatura real de saída vale
Passo 3
O trabalho específico fornecido ao compressor é
Passo 4
Na expansão isoentrópica até
teríamos
Mas a eficiência do bocal dá
Passo 5
A velocidade de saída resulta da queda real de entalpia:
Resposta
Trabalho do compressor:
Temperatura na descarga do bocal:
Velocidade de saída:
Temperatura na descarga do bocal:
Velocidade de saída: