Enunciado

59 A Fig. P9.59 mostra o fluxograma de um aquecedor para a água de alimentação de um ciclo. Este equipamento é utilizado para preaquecer, em regime permanente, a água antes que ela entre no gerador de vapor e opera misturando a água com vapor dágua extraído de uma turbina. Para os estados mostrados na Fig. P9.59 e admitindo que o equipamento seja adiabático, determine a taxa de aumento líquido de entropia neste processo.

Passo 1

E aí.. vamos pra mais uma questãozinha?

Nessa vamos usar a equação da continuidade (o que entra é igual ao que sai):

m ˙ 1 + m ˙ 2 = m ˙ 3

Da equação da energia:

m ˙ 1 h 1 + m ˙ 2 h 2 = m ˙ 3 h 3

E também da equação da entropia:

m ˙ 1 s 1 + m ˙ 2 s 2 + S ˙ g e r = m ˙ 3 s 3

Ahhh.. e também as tabelas do final do livro.

Passo 2

Para o estado 1 temos água como líquido comprimido, mas como a água é um líquido levemente comprimido (os valores mudam muito pouco), então podemos usar o líquido saturado. Olhando na tabela B.1.1, na linha de 40°C:

h 1 = 168,42

s 1 = 0,572

Pro estado 3, olhamos na linha de 160°C:

h 3 = 675,8

s 3 = 1,9422  

Já pro estado 2, temos vapor superaquecido, então pegamos na tabela B.1.3:

h 2 = 2828

s 2 = 6,694

Passo 3

Juntando a equação da continuidade e a equação da energia:

m ˙ 1 h 1 + m ˙ 3 - m ˙ 1 h 2 = m ˙ 3 h 3

m ˙ 1 = 3,237   k g / s

m ˙ 2 = 0,763   k g / s

E calculando a taxa de entropia gerada:

m ˙ 1 s 1 + m ˙ 2 s 2 + S ˙ g e r = m ˙ 3 s 3

S ˙ g e r = 0,8097 k J K s

Resposta

S ˙ g e r = 0,8097 k J K s

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