Termodinâmica

TA 25C TB 40C Entrada de agua Saída de água Entrada de ar P1 96 kPa T1 27C AV1 2691 m³min P2 230 kPa T2 127C T3 77C P3 P2 2 Vapor dágua entra em uma turbina operando em regime permanente a 10 MPa 600 C e uma vazão volumétrica de 036 m³s e sai a 01 bar e um título de 92 Os efeitos das energias cinética e potencial podem ser desprezados Determine para a turbina a a vazão mássica b a potência desenvolvida pela turbina c a taxa na qual a entropia é gerada e d a eficiência isentrópica da turbina Observação O exercício a seguir não é obrigatório caso o aluno opte por fazer ele poderá ser usado para substituir a nota do primeiro exercício Prevalecerá a maior nota Esse exercício em hipótese alguma será usado na composição da nota desta avaliação 3 Ar em um conjunto cilindropistão inicialmente a 12 bar 620 K passa por uma expansão isentrópica até 14 bar Supondo o modelo de gás ideal para o ar determine a temperatura final e o trabalho específico Resolva o exercício de duas maneiras a usando os dados da Tabela A71 e 72 Sontag e b considerando k 14 Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Cornélio Procópio Curso Engenharia Mecânica Período M41 Data 07072023 Nota da Avaliação Disciplina EM6471 Termodinâmica I Professor Rubens Gallo Nome do aluno Caio Felipe Mendes Fonseca Registro Acadêmico 210427 Segunda Avaliação 202301 Segunda e Terceira Questões Critérios de avaliação 1 Enunciado das hipóteses simplificadoras 2 Desenho esquemático do problema proposto com a identificação de todos os dados fornecidos 3 Informações corretas para determinar as propriedade do fluido 4 Equações escritas de maneira correta e preenchida com os valores numéricos correspondentes 5 Unidades erradas ou falta delas fará com que a questão seja considerada errada mesmo que numericamente esteja correta 6 Linguagem matemática correta 7 Organização no desenvolvimento dos cálculos necessários e escrita legível 8 A solução de problema proposto deverá apresentar todas as equações necessárias preenchidas com os seus valores corretos 9 O uso ou a pose de qualquer meio eletrônico calculadora programável celular tablet notebook smartwatch ou qualquer dispositivo smart sem a autorização do professor será entendido como cola 10 Respostas sem justificativas ou que não incluam os cálculos necessários não serão considerados 11 A posse de celular durante a avaliação será entendida como cola independentemente do uso I Ar considerado como um gás ideal escoa através de um compressor e um trocador de calor mostrados na figura Um fluxo separado de água líquida também escoa através do trocador de calor Os dados fornecidos são para operação em regime permanente As perdas de calor para a vizinhança assim como as variações das energias cinética e potencial podem ser desprezível e o calor específico do ar não é constante a a potência do compressor b a vazão mássica da água de resfriamento c as taxas de geração de entropia para o compressor e o trocador de calor e d a taxa de geração de entropia total Ar CPR 3653 1337 103 T 3294 106 T2 1913 109 T3 02763 1012 T4 a mar Vi p1 R T1 04485 96000 287 27 27315 Vi 2691 m³min 1 min 60 s 04485 m³s mar 04998 kgs Wcomp mar h2 h1 h2 h1 R Cp dT 3653 T 1337 103 T2 3294 106 T3 1913 109 T4 02763 1012 T5 2 3 4 5 T2 T1 h2 h1 3511936 kJkg h2 h1 02873511936 Wcomp 0499835119360287 503761 kW b h3 h2 R Cp dT 1759886 35015 40015 h3 h2 1759886 0287 mar h2 h3 Q 0 Q mar h2 h3 Q 04998 1759886 0287 252443 kW Q mH2O CpH2O ΔT H2O 252443 kW mH2O 418 kJkgC 40 25 C mH2O 04026 kgs c Δ2 Δ1 R Cp dT T 3653 lnT2T1 1337 103 T2 T1 3294 106 T22 T12 2 1913 109 3 T23 T13 02763 1012 4 T24 T14 100 947 Δ2 Δ1 10097 0287 02898 kSkgk Δ3 Δ2 R 04691 Δ3 Δ2 046910287 01346 kSkgk Sgercompṁλ2λ1 R lnp2p1 Sgercomp0499802898 0287ln23096 Sgercomp00195 kWk1 SgerTC ṁarλ3λ2 ṁH2OΔh20 ΔhH2O Cp ln TH2o out TH2o im 418ln 31315 29815 SgerTC 0499801346 04026418ln31315 29815 SgerTC 00153 kWk1 d Sgertotal 00195 00153 00348 kWku ② p110 MPa 1bar 01 MPa 10cbar VSA τ1600C p201 bar x2092 h209225817 008 19183 23933 kJkg x2092 81502 008 06493 75501 kJkg k v2 09214914 008 10102 13580896 m3kg ha36253 kJkg λ169029 kJkg k v1003837 m3kg a V1036 m3s v1003837 m3kg ṁs036 m3s x 1kg 003837 m3 93823 kgs b mh1h2 WT0 WT mh1h2 WT93823 36253 23933 115589936 kW c Sger mλ2 λ1 93823 75501 69029 60722 kWk1 d Se fosse isentrópica λ2λ169029 p201 bar λ2v81502 kJkg k λ2l06493 kJkg k X2λ λ2λ λ2l λ2v λ2l X2λ 69029 06493 81502 06493 08337 h2λ 0833725847 1083371918321868 kJkg η h1 h2λ h1 h2λ 36253 23973 36253 21868 08565 ou 8565η