Indice politropico

Termodinâmica

3° ENSAIO - DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DO ÍNDICE
POLITRÓPICO E EFICIÊNCIAS EM UM PROCESSO DE COMPRESSÃO
1. OBJETIVO
Calcular os valores médios do índice da politrópica e das eficiências do processo de compressão, que ocorre no compressor de dois estágios do laboratório de máquinas térmicas, para ar atmosférico em ambos os estágios, através de medidas de pressão e temperatura. 2. METODOLOGIA
2.1 - Cálculo do índice da politrópica
A transformação politrópica é dada por:
T2  p 2
=
T1  p1

T P
Da equação (1) , 2 =  2
T1  P1


Ln











n −1 n V
= 1
V
 2






n −1

v
= 1
v
 2






n −1

(1)

n −1 n , temos que:

p 
p 
p 
T2 n −1
T

Ln  2  ou n Ln 2 = n Ln  2  − Ln  2 
=
p 
p
p 
T1
n
T1
 1
 1
 1
 T 
 p 
p  n Ln  2  − Ln  2  = − Ln  2 
p 
p 
T 
 1 
 1
  1

 Ln (T2 T1 ) 
 P2 
 , temos que n −
+ 1 =1 ou
Ln (p 2 p1 ) 
P1 

 

Dividindo por − Ln 


n=

Ln (p1 p 2 )
Ln (T2 T1 )
; n =1 +
Ln (v 2 v1 )
Ln (v1 v 2 )

Logo

18

Termodinâmica

n=

1
Ln (T2 T1 )
1−
Ln (p 2 p1 )

(2)

2.2 - Cálculo do trabalho de compressão para n ≠ 1

mR

Wp =
(T2 − T1 )
1− n

(kW)

(3)

(kW)

(4)

para n = 1 (Processo isotérmico)

V


Wis = m R T1 ln( 2 )
V1

 onde m = 0,000424115 2gρ ar ρ agua ∆H agua (kg/s) , R é a constante do gás, n é o índice da

politrópica, T é a temperatura e p é a pressão.
2.3 – Cálculo das eficiências
Eficiência Politrópica ηp =


Wpol

W

(5)

ele

Eficiência Isotérmica ηis =


Wis

W

(6)

ele

3. EXPERIMENTO
3.1-

Procedimento

 Medir a pressão atmosférica local (Barômetro)
 Ligar o compressor e selecionar uma certa pressão
 Abrir a válvula de saída de ar do compressor e controlar para que haja estabilização do valor da pressão selecionada (entre 5