Dióxido de carbono gasoso entra em um compressor resfriado a água, nas condições iniciais
e
, e é descarregado nas condições
e
.
alimentado escoa através de um tubo com 4 polegadas de diâmetro, a uma velocidade de
, e é descarregado em um tubo de 1 polegada. O trabalho de eixo fornecido ao compressor é igual a
. Qual é a taxa de transferência de calor saindo do compressor em
?
Passo 1
O enunciado descreve um compressor de C
operando em regime permanente. O gás entra nas condições
,
por um tubo de diâmetro
pol e velocidade
, e sai em
,
por um tubo de
pol. O trabalho de eixo fornecido é
. Temos dados de entalpia
e volume específico
.
Conteúdo: balanço de energia para volume de controle em escoamento permanente, considerando entalpia, energia cinética e trabalho de eixo, para achar a taxa de calor removido.
Conteúdo: balanço de energia para volume de controle em escoamento permanente, considerando entalpia, energia cinética e trabalho de eixo, para achar a taxa de calor removido.
Passo 2
Calcular a vazão mássica
a partir de
Passo 3
Determinar a variação de energia cinética por massa:
Usando
e
,
Logo,
Passo 4
Entalpia:
Trabalho de eixo por massa (1 mol=44 lbm):
Passo 5
Balanço de energia em escoamento permanente (sinal: calor para o fluido >0, trabalho para o fluido >0):
Logo
Como nos interessa a taxa de calor saindo do compressor,
Passo 6
Converter para
: