Enunciado

C O 2 na fase gás entra em um turbo a 3   M p a e 500   K a uma vazão de 2   k g / s . Ele é resfriado a pressão constante, e sua temperatura cai a 450   K na saída do tubo. Determine a vazão volumétrica e a densidade do dióxido de carbono na entrada, e vazão volumétrica na saída do tubo usando (a) a equação do gás ideal e (b) o diagrama generalizado de compressibilidade. Determine também (c) o erro envolvido em cada caso.

Passo 1

E aí, galera! Beleza?

Pela Tabela A-1, obtemos os seguintes dados para C O 2 .

R = 0,1889   k P a m 3 / k g K

T c r = 304,2   K

P c r = 7,39   M P a

Passo 2

Pela equação do gás ideal:

V 1 ˙ = m ˙ R T 1 P 1 = 3000   K P a ( 0,1889   k P a m 3 / k g K ) ( 500   K ) ( 3000   k P a ) = 0,06297   m 3 / k g

E r r o V 1 = 2,1   %

ρ 1 = P 1 R T 1 = 3000   k P a ( 0,01889   k P a m 3 / k g K ) ( 500   K ) = 31,76   k g / m 3

E r r o ρ 1 = 2,1   %

V ˙ 2 = m ˙ R T 2 P 2 = ( 2   k g / s ) ( 0,1889   k P a m 3 / k g K ) ( 450   K ) 3000   k P a = 0,05667   m 3 / k g

E r r o V 2 = 3,6   %

Passo 3

Pelo gráfico de compressibilidade da Figura A-15:

P R = P 1 P c r = 3   M P a 7,39   M P a = 0,407

T R , 1 = T 1 T c r = 3 00   K 304,2   K = 1,64

Z 1 = 0,9791

P R = P 2 P c r = 3   M P a 7,39   M P a = 0,407

T R , 2 = T 2 T c r = 300   K 30 9 , 2   K = 1,48

Z 1 = 0,9 656

Assim, temos:

V ˙ 1 = Z 1 m ˙ R T 1 P 1 = ( 0,9791 ) ( 2 ) ( 0,1889 ) ( 500 ) 3000 = 0,06165   m 3 / k g

ρ 1 = P 1 Z 1 R T 1 = 3000   ( 0 , 9791 ) ( 0,1889 ) ( 500 ) = 3 2,44   k g / m 3

V ˙ 2 = Z 2 m ˙ T 2 P 2 = ( 0,9656 ) ( 2 ) ( 0,1889 ) ( 450 ) 3000   = 0,05 472   m 3 / k g

Até a próxima!

Resposta

(a)

V 1 ˙ = 0,06297   m 3 / k g

E r r o V 1 = 2,1   %

ρ 1 = 31,76   k g / m 3

E r r o ρ 1 = 2,1   %

V ˙ 2 = 0,05667   m 3 / k g

E r r o V 2 = 3,6   %

(b)

V ˙ 1 = 0,06165   m 3 / k g

ρ 1 = 32,44   k g / m 3

V ˙ 2 = 0,05472   m 3 / k g

Exercícios de Livros Relacionados

Uma pessoa cujo peso é 5,20 10 2 N está sendo puxada para cima vertica
Uma pequena esfera é pendurada por uma corda no teto de uma van. Quand
Mostre que o comprimento de atenuação Λ é igual à distância média que
Deve-se usar a expressão relativística para a energia cinética do elét
Use os dados da figura 2-17 para calcular a espessura de uma lâmina de