Exercício de Termodinâmica Básica 101

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cb
.
Equação de continuidade: m
.
= m. eu
6.155E 
Um pequeno expansor (uma turbina com transferência de calor) tem 0,1 lbm/s de hélio 
entrando a 160 psia, 1.000 R, e saindo a 40 psia, 540 R. A potência de saída no eixo é medida 
em 55 Btu/s. Encontre a taxa de transferência de calor desprezando as energias cinéticas.
Equação de energia: m
P
P. = m. (he-oi ) + W.
Sonntag, Borgnakke e Wylen
oi + Q. = m. ele + W. e
eu
.
= 0,1 lbm/s × 1,24 Btu/lbm R (540 - 1000) R + 55 btu/s
Solução:
Use a capacidade térmica da Tabela F.4: Cp He 
Q. = m. Cp (Te-Ti ) + W.
= 1,24 Btu/lbmR
=
Expansor de CV. Operação constante
= m.
- 57,04 + 55 = -2,0 Btu/s
Peso
e
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Gás ideal: Pv = RT e área é A = 4
A energia cinética emitida é
=
D2
× 1,252 × 14,4 × 144
6.156E
5 × 53,34 × (459,7 + 68)
V = m. TR/(ÿ
que é fornecido pelo trabalho (apenas dois termos na equação de energia que não se cancela, 
assumimos V1 = 0)
Sonntag, Borgnakke e Wylen
Agora a velocidade é encontrada
Solução:
4
em = m. = 5 × 47,52 = 237,6 lbf-ft/s = 0,305 Btu/s
Um exaustor em um edifício deve ser capaz de mover 5 lbm/s de ar a 14,4 psia, 68 F através de 
um orifício de ventilação de 1,25 pés de diâmetro. Qual a velocidade que ele deve gerar e 
quanta energia é necessária para fazer isso?
D2 P) = = 55,3 pés/s
C.
4
× 55,32 / 32,174 = 47,52 lbf-ft/lbm
ÿ
Ventilador CV e orifício de ventilação. Estado estacionário com velocidade 
uniforme. m. = constante = ÿÿV = AV / v =AVP/RT Eq. de continuidade:
ÿ
2
2
11
2
V22
1
V2 2
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