Um fluxo de ar na condição padrão (P = 101 kPa, T = 15°C) e...

Um fluxo de ar na condição padrão (P = 101 kPa, T = 15°C) entra em um compressor a 75 m/s, conforme apresentado na figura abaixo. O ar sai do compressor com uma velocidade de 125 m/s, à pressão e temperatura absolutas de 200 kPa e 345 ºK, respectivamente. A vazão em massa é de 1 kg/s. A água de refrigeração que circula em volta da carcaça do compressor remove 18 kJ/kg de ar.

Sendo que: o regime é permanente; somente o trabalho do eixo está presente; o ar se comporta como gás ideal e as variações no parâmetro z são desprezíveis.

Dados:

c_p = 1 KJ/Kg.K; entalpia: h = u + pv conservação da massa: conservação de energia:

Onde é o calor do sistema, Ẇ_eixo o trabalho realizado pelo eixo, Ẇ_cisalhamento o trabalho realizado por tensões cisalhantes, Ẇ_outros o trabalho realizado por outros meios, u a energia interna, p a pressão no fluido, o volume do fluido, g a gravidade, z a altura do fluido, v a velocidade do fluido h a entalpia do fluido,T temperatura do fluido, c_p a capacidade térmica. A potência requerida pelo compressor é de: