Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 86
Água líquida a e é aquecida em uma câmara ao ser misturada com vapor superaquecido a e . A água líquida entra na câmara de mistura a uma taxa de , e estima-se que a câmara perca calor para o ambiente a a uma taxa de . Considerando que a mistura sai da câmara a a e , determine (a) o fluxo de massa do vapor de água superaquecido e (b) o potencial de trabalho perdido durante esse processo de mistura.
Passo 1
Vamos lá, estudantes! A água líquida é aquecida em uma câmara misturando-a com vapor superaquecido. Para uma temperatura de mistura especificada, deve ser determinado o caudal de massa do vapor e a taxa de destruição por esforço. Observando que , a água fria e as correntes de mistura de saída existem como um líquido comprimido, que pode ser aproximado como um líquido saturado à temperatura dada. Das Tabelas A-4 até A-6,
Passo 2
(a) Nós tomamos a câmara de mistura como o sistema, que é um volume de controle. Os balanços de massa e energia para este sistema de fluxo constante podem ser expressos na forma de taxa como,
Equilibrio de massa:
Equilibrio de energia:
Combinando as duas relações,
Resolvendo para e substituindo, o fluxo de massa do vapor sobreaquecido é determinado como sendo
Também,
Passo 3
(b) A exergia destruída durante um processo pode ser determinada a partir de um balanço de exergia ou diretamente a partir de sua definição onde a geração de entropia é determinada a partir de um balanço de entropia em um sistema estendido que inclui a câmara de mistura e seu entorno imediato. Ele nos da,
Em substituição, a destruição exagerada está determinada a ser,
