Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 69
69- Um trocador de calor é alimentado com de uma mistura de dióxido de carbono e água a e .
A taxa de transferência de calor desta mistura para o fluido frio no trocador de calor é .
Sabendo que a mistura é composta por de dióxido de carbono e de água, na base mássica, determine a temperatura da mistura na seção de descarga do trocador de calor e a taxa de geração de entropia neste processo.
Utilize as propriedades indicadas na para resolver esse problema
Passo 1
Então galera rápido e direto ao ponto, pois sua prova é amanhã certo?
Como pela tabela temos as seguintes entalpias para para a água e o dióxido de carbono
Então a entalpia de entrada para o trocador de calor na entrada do trocador será de:
E essa é a primeira variável da questão que precisamos no nosso cinto de utilidades para a nossa questão
Passo 2
Aí agora temos que a entalpia de saída se dará pela seguinte fórmula
Uma vez que a mistura sai mais frio do que quando entrou
E nós temos a troca de calor no processo que é de , além da vazão mássica que é de
Já que somente temos transporte de substância dentro do trocador, então:
Passo 3
E agora vem uma parte mais chatinha da questão pois precisamos ver na tabela quando:
E fazendo a soma das entalpias nas tabelas vemos que ela está entre e , então
Temperatura essa que responde nossa questão parcialmente
Passo 4
Outra coisa que queremos é a taxa de geração de entropia onde a geração é dada por:
Mas como queremos a taxa de geração de entropia então podemos dizer que ela vale:
Já que a taxa de calor é constante. Entretanto nas tabelas temos a entropia padrão que é dada por:
Mas como temos pressão constante no trocador então
Então chega de entretanto e porém e vamos aplicar os valores:
Esses valores esquisitos são as entropias das duas substâncias a (que é a saída) e (entrada), não fiz a interpolação pois você já deveria saber isso por estar em um capítulo tão a frente
A novidade fica em multiplicar por a taxa das duas substâncias pois é proporcional a sua massa
Essa foi a questão e te aguardo na próxima