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
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:
Ou, de forma mais matemática:
Onde:
-
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:
Exercícios relacionados
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
c) O número de tubos de de diâmetro externo e 6 m de comprimento necessários.
c) O número de tubos de
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
a) A vazão mássica de óleo.
a) A vazão mássica de óleo.
O aquecimento de um óleo leve
de
até
está sendo feito usando um trocador multitubular tipo TC-1.8 com um total de 80 tubos (
condensando no interior do casco. Considerando coeficientes de convecção de
para o óleo e de
para o vapor, a densidade do óleo é
, pede-se :
b) A velocidade do óleo nos tubos do trocador.
b) A velocidade do óleo nos tubos do trocador.
O trabalho realizado pelo gás é igual a restrição (o peso do pistão mais a força devido a pressão atmosférica) vezes a distância percorrida pelo pistão. Calcule esta quantidade e use este valor para calcular a quantidade de calor transferida para dentro ou para fora do sistema (defina qual) durante o processo.