Considere um compressor de uma turbina a gás que capta ar atmosférico com pressão de 1 atm , temperatura ambiente de
e umidade relativa de
.
A razão de pressão no compressor é de 10 . O compressor possui eficiência isentrópica de
e uma vazão mássica de ar de
Calcule: a) o trabalho específico do compressor [kJ/kmol de ar] b) a irreversibilidade gerada no compressor
Hipóteses: compressor adiabático; energias cinética e potencial podem ser desprezadas; regime permanentes; ar pode ser modelado como gás ideal."
“Parâmetros do ar ambiente - Composição padrão do ar seco :
O2 e
N2 (base molar)”
A razão de pressão no compressor é de 10 . O compressor possui eficiência isentrópica de
Calcule: a) o trabalho específico do compressor [kJ/kmol de ar] b) a irreversibilidade gerada no compressor
“Parâmetros do ar ambiente - Composição padrão do ar seco :
Passo 1
O enunciado dá as condições de admissão de ar no compressor:
pressão , temperatura
, razão de pressão
, eficiência isentrópica
e vazão mássica
. Temos regime permanente, adiabático, ar ideal e desprezamos energias cinética e potencial. Vamos precisar de
,
e
.
pressão
Passo 2
Calcular a temperatura de saída isentrópica
usando
Temos
e
Passo 3
Determinar a temperatura de saída real
pela definição de eficiência isentrópica
Substituindo,
Passo 4
O trabalho específico de compressor (massa) é
Convertendo para kJ por kmol, com massa molar do ar
:
Passo 5
Para a irreversibilidade gerada precisamos de
. Como é adiabático e sem trabalho de fluxo extra,
Calculando
e
.
Logo
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A irreversibilidade (taxa de destruição de exergia) é
Resposta
a) Trabalho específico do compressor
.
b) Irreversibilidade gerada .
b) Irreversibilidade gerada