128- Considere a usina elétrica descrita no Problema 6.102

  1. Determine a temperatura da água que deixa o aquecedor de pressão intermediário T 13 , assumindo que não há transferência de calor nos seus entornos
  2. Determine o trabalho da bomba entre os estados 13 e 16

Passo 1

A questão 102 tem figuras cabulosas e anotar todos os dados seria perda de tempo então vamos visitar e pegar só o que mais interessa.

O aquecedor de pressão intermediária que alimenta a bomba na entrada 13 tem três vazões entrantes que são representadas pelos pontos 11 ,   12 e 15 e duas vazões que saem que são representadas pelos pontos 13 e 14 então a sua equação de energia será:

m ˙ 11 h 11 + m ˙ 1 2 h 1 2 + m ˙ 1 5 h 1 5 = m ˙ 1 3 h 1 3 + m ˙ 1 4 h 1 4

O objetivo é encontrar a temperatura do ponto 13

Pela tabela que temos na questão e cruzando dados faltantes da tabela com dados da tabela B . 1.1

75.6 × 284.6 + 8.064 × 2517 + 4662 × 584 = 75.6 h 3 + 12726 × 349

A entalpia 11 pode ser encontrada juntando os dados da tabela da questão 102 com a B . 1.1 enquanto a vazão mássica 14 pode ser encontrada fazendo

m ˙ 14 = m 11 ˙ + m 1 2 ˙ + m 1 5 ˙ - m 1 3 ˙

Dessa forma a entalpia 13 será de:

h 13 = 530.345   k J / k g

Se atente que 62,874 é sessenta e dois vírgula oitocentos e setenta e quatro e não 62 mil.

Passo 2

Cruzando essa entalpia com o dado da tabela B . 1.1   nós teremos uma temperatura de:

T = 125 + 130 - 125 546.29 - 524.96 × 530.345 - 524.96 = 126.26   ° C

Isso responde a letra a .

Passo 3

Agora para responder a b, queremos saber o trabalho da bomba sabendo que ela está entre os pontos 13 e 16

Então temos que para chegar no ponto 16 a energia do ponto 13 sofre um trabalho W , modelando isso teremos:

m ˙ 13 h 13 + W = m ˙ 16 h 16

E é exatamente isso o ponto 16 tem a mesma energia do ponto 13 somada com o trabalho da bomba

Pela tabela da questão 102 temos:

m ˙ 16 = 75.6   k g / s

h 16 = 565   k J / k g

Então:

75.6 × 530.345 + W = 75.6 × 7930

Portanto o trabalho será de:

W = 75.6 × ( 565 - 530.345 ) = 2.62   k J

As tabelas são tensas, mas o exercício é deboísta demais! Basta saber que m ˙ h é energia e nada se cria tudo se transforma

Resposta

a )   126.26   ° C

b )   2.62   k J

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