Q105

A figura acima ilustra um compressor que admite ar a velocidade, temperatura e pressão V1, T1 e P1 e o rejeita a velocidade, temperatura e pressão V2, T2 e P2, respectivamente. Admitindo que o ar seja um gás ideal, assinale a opção correta com relação aos princípios de conservação da massa, do momento e da energia para um escoamento.
(A) Se as áreas das seções de entrada e saída do compressor forem iguais, então as velocidades V1 e V2 serão iguais.
(B) A magnitude da força horizontal que o suporte deve fazer para manter o compressor parado é dada por P1A1 – P2A2, em que A1 e A2 são as áreas de entrada e saída, respectivamente.
(C )A temperatura de saída  T2 é menor que a  temperatura de entrada T1.

(D) Se a potência fornecida ao compressor for \dot{W}, a taxa de transferência de calor fornecida ao ar durante o processo de compressão será \dot{W} + \frac{\dot{m}(V^{2}_{2} - V^{1}_{2})}{2}, em que \dot{m}é o fluxo de massa de ar.

(E) Se o processo for adiabático, a potência que deve ser fornecida ao compressor será igual a \dot{m} \left[ c_{p}(T_{2}-T_{1}) + \frac{V^{2}_{2} - V^{1}_{2}}{2} \right], em que \dot{m} é o fluxo de massa de ar e cp é o calor específico, a pressão constante, do ar.

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Gabarito: E

Solução em breve.


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rafa
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rafa

Na verdade, na alternativa A o volume específico do ar diminui pois a densidade do mesmo aumenta.

Thiago_ormonde
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Thiago_ormonde

Tati, na verdade a equação: Cp = dHdT com a pressão constante e em um intervalo infinitesimal de T pode ser considerada como sendo:
 
Hs – He = Cp ( T2 – T1)

Anon.
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Anon.

Tati, eu entendo que a variação de entalpia é a parte da energia que desconsidera a variação da pressão, que, neste caso, causa impacto na outra parte deste sistema, que se refere ao escoamento, variando sua velocidade. Não está em termos formais, mas é algo por aí o raciocínio. Alguém confirma?

Tati
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Tati

Tiago, apenas não entendi como foi feita a aproximação ” (hs – he) = Cp (T2-T1) “, pressupondo a P cte, se o processo é adiabático. Obrigada!

Thiago Ormonde
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Thiago Ormonde

Nesta questão ele quer que usemos todas aquelas equações referentes a 1ª lei, 1ª lei para volume de controle e conservação de energia. Pois bem: (A) “ERRADA”  Usando a equação da conservação da massa: m=VρA -> m=VA/v ( onde v = volume específico, V = velocidade e A = área ) … Como as áreas são iguais você obtem: V1/v1=V2/v2 e podemos perceber que as velocidades só serão iguais se os v1 e v2 (volumes específicos) são iguais. Ora, em um compressor o v2 > v1, logo V1 e V2 são diferentes! (B) “ERRADA”  Teoria do Transporte de Reynolds (… Read more »