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No projeto de uma operação de secagem em leito fluidizado, ar (em temperatura de
e pressão de 1,0 bar) deve ser comprimido até uma condição de
e pressão de 3,0 bar.
Considerando o valor de
do ar constante nessa faixa de temperatura, igual a
, e considerando que o ar é formado somente por
(
em base molar) e
, calcule o trabalho necessário para essa compressão por
de ar em condições-padrão (
e
).
No projeto de uma operação de secagem em leito fluidizado, ar (em temperatura de
Passo 1
O enunciado dá ar ideal entrando a
e
bar e saindo a
e
bar. Queremos o trabalho de compressão por
,
de ar em condições-padrão (
,
bar). Trata-se de um processo politrópico (já que
não coincide com o caso isotérmico nem o isentrópico) e usaremos propriedades do gás ideal com
constante.
Passo 2
Calcular a massa de ar contida em
,
nas condições-padrão.
Massa molar média do ar ( %
,
%
):
Massa molar média do ar (
Número de mols em
,
a
K e
,bar
Pa:
Portanto a massa é
Passo 3
Propriedades específicas do ar por unidade de massa:
sabendo-se que para ar seco
.
Então
Então
Passo 4
Determinar o expoente politrópico
usando
onde
K,
K,
.
Logo
Logo
Passo 5
Trabalho específico de compressão (por kg) no processo politrópico:
Passo 6
Trabalho total para a massa
,kg:
Resposta
O trabalho necessário é aproximadamente
por metro cúbico de ar em condições-padrão.