Na indústria sucroalcooleira, vapor d
em que:
PC: poder calorífico do bagaço - quantidade de calor liberada pela combustão por unidade de massa de bagaço
U : umidade do bagaço (%)
Supondo desprezíveis as perdas, calcule a quantidade de bagaço necessária para gerar 1 tonelada de vapor saturado (VS) a 22 bar, a partir de água líquida a
e pressão atmosférica.
PC: poder calorífico do bagaço - quantidade de calor liberada pela combustão por unidade de massa de bagaço
U : umidade do bagaço (%)
Supondo desprezíveis as perdas, calcule a quantidade de bagaço necessária para gerar 1 tonelada de vapor saturado (VS) a 22 bar, a partir de água líquida a
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício que envolve calcular a quantidade de bagaço necessária para gerar 1 tonelada de vapor saturado a 22 bar, começando com água líquida a 25°C e pressão atmosférica. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, especificamente sobre calor e mudanças de fase. Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular a energia necessária para transformar a água em vapor e como o poder calorífico do bagaço nos ajuda a descobrir a quantidade necessária desse material.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular a quantidade de energia necessária para transformar 1 tonelada de água líquida a 25°C em vapor saturado a 22 bar. Isso envolve duas etapas principais:
- Aquecimento da água de 25°C até a temperatura de saturação a 22 bar.
- Transformação da água líquida em vapor nessa temperatura e pressão.
Vamos usar as propriedades termodinâmicas da água para encontrar essas energias.
Passo 3
Etapa 1: Aquecimento da água
Para aquecer a água de 25°C até a temperatura de saturação a 22 bar, usamos a fórmula:
Onde:
-
é a quantidade de calor (em kJ), -
é a massa da água (1 tonelada = 1000 kg), -
é o calor específico da água ( ), -
é a variação de temperatura.
Primeiro, vamos encontrar a temperatura de saturação da água a 22 bar. Consultando tabelas de vapor, a temperatura de saturação a 22 bar é aproximadamente 212°C.
Então:
Agora, calculamos
:
Passo 4
Etapa 2: Transformação da água em vapor
Agora, precisamos calcular a energia necessária para transformar a água líquida em vapor na temperatura de 212°C e pressão de 22 bar. Isso é dado pelo calor latente de vaporização (
).
Usando tabelas de vapor, o calor latente de vaporização a 22 bar é aproximadamente
.
Então, a quantidade de calor
necessária é:
Passo 5
Total de energia necessária
Somando as duas etapas:
Passo 6
Calor disponível pelo bagaço
Agora, vamos usar a fórmula do poder calorífico do bagaço:
Onde
é a umidade do bagaço em porcentagem. Supondo que a umidade
seja, por exemplo, 30%, temos:
Passo 7
Quantidade de bagaço necessária
Para encontrar a massa de bagaço necessária (
), usamos:
Resposta
São necessários aproximadamente 217 kg de bagaço para gerar 1 tonelada de vapor saturado a 22 bar.
Exercícios relacionados
500 mL de água são vaporizados em 30 minutos a
bar num ebulidor (aquecedor de imersão) fechado e bem isolado. Calcule o tempo decorrido para iniciar a vaporização de 2 kg de um líquido de massa molar igual a
, que se encontra inicialmente a
e que apresenta ponto normal de ebulição de
. Sabendo-se que a capacidade calorífica do líquido a P constante á dada por:
OBS: considere que o calor transferido é o mesmo transferido para água.
O trocador de calor utilizado numa central de água gelada é alimentado com
de água a
e 100 kPa e descarrega a água a
. Determine a taxa de transferência de calor da água para o fluido refrigerante neste trocador de calor.
Encontre a fase e as demais informações entre
e
para água à
Determine a fase da seguinte substância e a informação pedida: Nitrogênio:
?