Enunciado

Vapor d’água saturado é admitido em um compressor operando em regime permanente a 300°F (148,9°C) e uma vazão mássica de 5 lb/s (2,3 kg/s), sendo comprimido adiabaticamente até 800 lbf/ i n 2 (5,5 MPa). Considerando que a potência de entrada é de 2150 hp (1603,3 kW), determine para o compressor (a) a eficiência isentrópica e (b) a taxa de geração de entropia em hp/°R. Despreze os efeitos das energias cinética e potencial.

Passo 1

Simbora família!

Da tabela A-3E vamos coletar alguns dados bacana, temos:

h 1 = h g = 1180,2 B t u l b ; s 1 = s g = 1,6356 B t u l b R

Temos a entrada de energia no compressor expressa por:

W = m h 2 - h 1 B t u / s

Substituindo,

2150   h p × 2545 B t u h 1 h p × 3600 s = 5 l b s h 2 - 1180,2 B t u l b → h 2 = 1484,186   B t u / l b

Para um processo isentrópico, temos s 1 = s 2 s , assim, a partir das propriedades de vapor superaquecido, nas tabelas, encontraremos por interpolação,

h 2 s = 1448,80   B t u / l b

s 2 = 1,661   B t u / l b R

Passo 2

A eficiência isentrópica do compressor é dada por:

η = h 2 s - h 1 h 2 - h 1

Substituindo,

η = 1448,8 - 1180,2 1484,186 - 1180,2 = 0,8836 = 88,36 %

Passo 3

Fazendo o balanço de energia para um processo adiabático, teremos:

σ = m ( s 2 - s 1 )

Basta a gente substituir também, teremos:

σ = 5 1,661 - 1,6356 = 0,127 B t u s R × 1,4148   h p B t u s = 0,1796   h p / R

Resposta

  1. 88,36%
  2. 0,1796 hp/R
Ver Outros Exercícios desse livro