Enunciado

Água líquida entra em um trocador de calor que opera em regime permanente a T 1 = 60 ° F   e   p 1 = 1   a t m e sai a T 2 = 160 ° F com uma variação de pressão desprezível. Vapor entra em uma corrente separada, a T 3 = 20 l b f i n 2 ,   x 3 = 92 % e sai a T 4 = 140 ° F ,   p 4 = 18   l b f / i n ² . AS perdas de calor e os efeitos de movimento e gravidades são desprezíveis. Adote T 0 = 60 ° F ,   p 0 = 1   a t m . Determine (a) a razão entre as vazões mássicas das duas correntes e (b) a taxa de destruição de exergia, em Btu por lb do vapor que entra no trocador de calor.

Passo 1

Iai galera, como estamos? Bora pra mais uma questãozinha braba desse assunto!

Essa questão conta com vários itens que podem facilmente ser deduzidos a partir das contas abaixo.

Vamos usar o balanço de massa e entropia pra resolver essa questão, com E d m = T 0 ( s 2 - s 1 ) .

Para fixar o estado 2, temos que:

h 2 = h 1 + v 1 2 + v 2 ² 2   M

A velocidade no estado 25, pode ser encontrada interpolando na tabela A-23E. Temos que:

v 25 = 2 h 1 - h 25 M + V 1 2 1 2 = 2 8420,0 - 5781,2 28,01 778 32,21 + 80 2 1 2

v 25 = 1538,3   f t / s

Portanto, temos que V 2 = n n 1 / 2   v 25 = 1459,4   f t / s , e obtemos que:

h 2 = 7232,9 B t u l b m o l

E da tabela A-23E, temos que:

E d m = 530 50,350 - 51,412 - 1,986 ln ⁡ 20 75 1 28,01 = 29,556   B t u / l b

Resposta

E d m = 29,556   B t u / l b

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