Vapor d'água se expande adiabaticamente em um bocal da condição na entrada de 130 ( p s i a ) , 420   ∘ F e uma velocidade de 230 ( f t ) ( s ) - 1 , para uma pressão na descarga de 35 (psia), onde a sua velocidade é de 2.000 ( f t ) ( s ) - 1 . Qual é o estado do vapor na saída do bocal e qual é a S ˙ G para o processo?

Passo 1

u 1 : = 230 ⋅ f t s e c u 2 : = 2000 ⋅ f t s e c

Da tabela F.4 em 130 (psi) e 420 degF:

H 1 : = 1233.6 ⋅ B t u l b m S 1 : = 1.6310 ⋅ B t u l b m ⋅  rankine 

Pela Eq. (2.32a), Δ H : = u 1 2 - u 2 2 2 Δ H = - 78.8 B t u l b m

H 2 : = H 1 + Δ H H 2 = 1154.8 B t u l b m

Na Tabela F.4 a 35 (psi), vemos que o estado final é vapor úmido:

H l i q : = 228.03 ⋅ B t u l b m H v a p : = 1167.1 ⋅ B t u l b m

S liq  : = 0.3809 ⋅ B t u l b m  rankine  S vap  : = 1.6872 ⋅ B t u l b m -rankine 

x : = H 2 - H l i q H v a p - H l i q x = 0.987 (qualidade)

S 2 : = S l i q + x ⋅ S v a p - S l i q ) S 2 = 1.67 B T U l b m ⋅  rankine 

S d o t G : = S 2 - S 1 S d o t G = 0.039 B t u l b m ⋅ r a n k i n e

Resposta

S d o t G = 0.039 B t u l b m ⋅ r a n k i n e