Uma mistura com uma análise molar de de e de entra em um compressor isolado que opera em regime permanente a e , como uma vazão mássica de , e é comprimido a 3 bar ( ) e . Desprezando o efeito das energias cinética e potencial, determine
(a) a potência necessária, em kW.
(b) a eficiência isentrópica do compressor.
(c) a taxa de destruição de exergia, em kW , para .
Passo 1
Temos uma mistura gasosa com análise molar de de e de entrando em regime permanente num compressor adiabático (isolado), com , , vazão mássica , e saindo a , . Desprezamos energia cinética e potencial.
(a) A potência de trabalho é dada pela primeira lei em regime permanente:
(b) A eficiência isentrópica é
onde é a entalpia se a compressão fosse isentrópica.
(c) A destruição de exergia é
com e .
Para usar essas fórmulas vamos tratar a mistura como gás ideal com calores específicos médios constantes, obtidos por soma em massa dos componentes.
Passo 2
Calculamos primeiro as propriedades médias da mistura.
Massa molar da mistura: