Aluno (a):
Barr Morren Begenal calustd Matrícula: 21456321
- (3,5 pontos) Um dado gás real entra em um compressor resfriado com água nas condições iniciais
e
, o gás é descarregado nas condições
e
. O gás é alimentado através de um tubo com diâmetro de entrada de 10 cm e a uma velocidade de
e é descarregado em um tubo de diâmetro de saída de
. O trabalho do eixo do compressor é igual a
. Calcule a taxa de transferência de calor saindo do compressor em
. As considerações do balanço energético devem ser feitas para o processo permanente.
Passo 1
O enunciado descreve um compressor operando em regime permanente (estado estacionário) no qual um gás entra em
,
e sai em
,
.
Para resolver, vamos aplicar o balanço de energia para escoamento estacionário, que envolve entalpias, energia cinética e o trabalho de eixo por massa. Os dados são:
Para resolver, vamos aplicar o balanço de energia para escoamento estacionário, que envolve entalpias, energia cinética e o trabalho de eixo por massa. Os dados são:
diâmetros de entrada e saída, e velocidade de entrada
.
Passo 2
Calcular a vazão mássica
pela continuidade na entrada. A densidade de entrada é
A área de seção de entrada é
logo
Passo 3
Determinar a velocidade de saída
também pela continuidade. A densidade de saída é
e a área de saída
Assim
Passo 4
Aplicar o primeiro princípio para escoamento estacionário (descartando energia potencial):
onde
e
.
Rearranjando para a quantidade de calor removida por massa:
Rearranjando para a quantidade de calor removida por massa:
Passo 5
Substituindo valores (trabalho de eixo por massa
):
Logo
Multiplicando pela vazão mássica
Resposta
A taxa de calor removido do compressor é aproximadamente