- Ar entra em um compressor isolado operando em regime permanente a 1 bar, 350 K , a uma vazão mássica de
e sai a 4 bar. A eficiência isentrópica do compressor é
. Determine a potência produzida, em kW, e a taxa de geração de entropia, em kW/K, utilizando o modelo de gás ideal considerando (a) calores específicos constantes com
, (b) calores específicos variáveis.
Passo 1
O enunciado descreve um compressor adiabático operando em regime permanente, com vazão mássica
, entrada em
,
e saída em
. A eficiência isentrópica é
. Vamos usar o modelo de gás ideal para determinar (a) com calor específico constante (dado
) a potência e a taxa de geração de entropia, e (b) observar que falta dados de
para calor específico variável.
Passo 2
Cálculo da temperatura de saída isentrópica
e real
supondo
constante.
O calor específico
O calor específico
onde
e
. Logo
A relação isentrópica para temperatura é
A temperatura real de saída, usando
Passo 3
Potência requerida e entropia gerada no caso (a).
. Potência (taxa de trabalho do compressor):
Numericamente,
Passo 4
Para o caso (b), com calores específicos variáveis, seria preciso conhecer a função
(polinomial ou tabela) para integrar
e calcular
e depois
. Como esses dados não foram fornecidos, não é possível obter valores numéricos para a potência e a geração de entropia no caso de
variável.
Resposta
(a) Potência
, geração de entropia
.
(b) Não é possível resolver numericamente por falta dos dados de .
(b) Não é possível resolver numericamente por falta dos dados de