Question

Você foi contratado para projetar um sistema de aquecimento de uma residência que se encontra em uma cidade com o inverno rigoroso.
O sistema apresenta as seguintes características: o ar flui continuamente no tubo sistema a 300 kPa , 77° C e 25 m/s, a uma taxa de 18 kg/min. Você deverá determinar:
a) O diâmetro da tubulação do sistema de aquecimento.

b) A potência devido ao trabalho de fluxo de energia.

c) A potência total de escoamento do fluido.

d) Determinar o erro envolvido na parte (c) se a energia cinética é negligenciada.

Answer 1

Resposta:

a) o diâmetro da tubulação do sistema de aquecimento.

Propriedades do ar segundo a tabela A-2b a 350 K (77 °C):

R=0,287kJkg.Kcp=1,008kJkg.KPv=RTv=RTP=(0,287kJkg.K)(350K)300kPav=0,3349m3kgm´v=VAA=m´vV=(18kgmin)(1min60s)(0,3349m3kg)25msA=0,004018m2A=πD24D=4Aπ−−−√=(4)(0,004018m2)π−−−−−−−−−−√D=0,0715m

b) a potência devido ao trabalho de fluxo de energia.

W´fluxo=mP´vW´fluxo=(18kgmin)(1min60s)(300kPa)(0,3349m3kg)W´fluxo=30,14kW

c) a potência devido ao trabalho de fluxo de energia.

E´massa=m´θ=m´(hhhhhhhhhhhhhhhhhh+ec+ep)=m´(hhhhhhhhhhhhhhhhhh+ec+0)hE´massa=m´(hhhhhhhhhhhhhhhhhcpT+V22)hE´massa=(18kgmin)(1min60s)[(1,008kJkg.K)(350K)+(25ms)22(1kJkg1000m2s2)E´massa=105,94kW

d) determinar o erro envolvido na parte (c), se a energia cinética é negligenciada.

E´massa=m´(hhhhhhhhhhhhhhhhhcpT+V22)=m´(hhhhhhhhhhhhhhhhhcpT+0)=m´cpThE´massa=(18kgmin)(1min60s)(1,008kJkg.K)(350K)E´massa=105,84kWerro=(1−105,84kW105,94kW)×100erro=0,09

Assim a energia cinética pode ser negligenciada nos cálculos pois o erro é desprezível.

Explicação: