3. Regime Transitório (ou transiente)

1. Formas particulares da Equação integral da Energia (cont.) 3.Regime Transitório (ou transiente) Um processo transitório ocorre quando a variação no tempo (taxa) das propriedades do volume de controle é significante. Ou seja, é de interesse conhecer as mudanças que ocorrem em um intervalo de tempo estabelecido. Exemplos: enchimento de tanques fechados, com gás ou líquido; Descarregamento de recipientes fechados. No regime transitório podem haver variações no tempo no volume de controle de: massa, estados e taxas de calor e trabalho. Portanto: Considerando apenas o trabalho de eixo ( ), da Eq. (6): ou:

2. Para um volume de controle com apenas uma entrada (e) e uma saída (s) e escoamento uniforme: Integrando no tempo: onde: Portanto:

3. Observações: a) A equação geral integral da continuidade é: Para regime transitório, uniforme e quando há apenas uma entrada é saída do volume de controle, ela pode ser expressa como: Integrando no tempo: Isto é: b) Quando há mais de uma saída e mais de uma entrada, temos que: O mesmo se aplica para a equação da energia.

4. Exemplo 6. Um tanque tendo um volume de 0,85 m3 contém inicialmente água como uma mistura bifásica líquido-vapor a 260oC e um título de 0,7. Vapor de água saturado a 260oC é lentamente drenado pelo topo do tanque através de uma válvula reguladora de pressão, enquanto energia é fornecida por transferência de calor para manter a pressão do tanque constante. Isto continua até o tanque estar preenchido com vapor saturado a 260oC. Determine a quantidade de calor transferido, em kJ. Despreze quaisquer efeitos da energia cinética e potencial. s s s

5. s ar ar • Exemplo 7. Um tanque isolado com volume 1,4 m3 contem ar a uma temperatura de 200 oC e pressão de 20 atm-abs. Abrimos um registro devagar, de forma que possamos desprezar a energia cinética na saída do registro, permitindo que o ar saia até que a pressão no interior do recipiente seja de uma atm-abs. Suponha que para o processo adiabático o coeficiente do processo politrópico correspondente seja 1,4. Calcular: • 1- • A quantidade de ar que sai do recipiente. • A quantidade de energia que cruza o volume de controle na seção s. • 2- • Se desejamos reduzir a pressão a 0,5 atm-abs utilizando uma bomba ideal, que quantidade de trabalho de eixo é necessária?