Com base no calor fornecido à caldeira (em Btu/lb vapor), calcular a eficiência energética do processo global definida como: trabalho líquido produzido/lb de vapor
calor total consumido/lb de vapor

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a eficiência energética de um processo onde se fornece calor à caldeira em Btu por libra de vapor. A eficiência energética é definida como o trabalho líquido produzido por libra de vapor dividido pelo calor total consumido por libra de vapor. Para isso, vamos precisar entender os conceitos de trabalho líquido e calor total consumido, além de usar umas fórmulas básicas de termodinâmica.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o trabalho líquido produzido. Esse trabalho é basicamente a energia útil que conseguimos obter do processo. Ele é calculado subtraindo as perdas ou trabalhos menos úteis do trabalho bruto total gerado pelo sistema.

Passo 3

Agora, sobre o calor total consumido. Esse é o calor que a gente está colocando na caldeira para gerar o vapor, medido em Btu por libra de vapor. É a energia fornecida ao sistema para que ocorra a transformação.

Passo 4

Com esses conceitos em mente, a eficiência energética ( ) do processo pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
í
Ou, de forma mais matemática:
í
Onde:
  • í é o trabalho líquido produzido por libra de vapor.
  • é o calor total consumido por libra de vapor.

Resposta

A eficiência energética do processo é dada por:
í

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Em um trocador de calor multitubular (TC-1.2), água ( ) com coeficiente de convecção passa pelo casco em passe único, enquanto que óleo ( ) com coeficiente de convecção 114 dá dois passes pelos tubos. A água flui a e é aquecida de para por óleo que entra a e deixa o trocador a . Considerando fator fuligem de 0,001 para a água e de 0,003 para o óleo, pede-se
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