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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 41

Um aquecedor de água de alimentação, do tipo mistura, é alimentado, num ciclo de potência regenerativo, com 20   k g / s de água a 100 ° C e 2   M P a . Sabendo que o vapor extraído da turbina entra no aquecedor a 2   M P a e 275 ° C e que a água deixa o aquecedor como líquido saturado, calcule a vazão necessário de vapor extraído da turbina.

Passo 1

Bora resolver essa questão juntos!

Vamos primeiro estabelecer algumas coisas:

E s t á g i o   2 = A l i m e n t a ç ã o   d o   A q u e c e d o r

E s t á g i o   3 = S a í d a   d o   A q u e c e d o r

E s t á g i o   6 = A l i m e t a ç ã o   v i n d a   d a   T u b i n a   p a r a   o   A q u e c e d o r

Agora, começamos o problema analisando o sistema proposto e aplicando nela a equação da continuidade:

m ˙ 3 = m ˙ 2 + m ˙ 6

Do mesmo modo, aplicamos a equação de energia, e obtemos:

m ˙ 3 h 3 = m ˙ 2 h 2 + m ˙ 6 h 6

Abrindo a equação, temos que:

( m ˙ 2 + m ˙ 6 ) h 3 = m ˙ 2 h 2 + m ˙ 6 h 6

Passo 2

A partir da Tabela B.1.4 com as seguintes propriedades:

T 2 = 100 ° C

p 2 = 2   M P a

Obtemos:

h 2 = 420,45   k J / k g

Já pela Tabela B.1.2, como líquido saturado a 2   M P a , temos:

h 3 = 908 ,   77   k J / k g

Por fim, na Tabela B.1.3, com:

T 6 = 275 ° C

p 6 = 2   M P a

Por interpolação, obtemos:

h 6 = 2963   k J / k g

Passo 3

Rearranjando a equação do Passo 1:

m ˙ 6 = m ˙ 2 h 3 - h 2 h 6 - h 3

Substituindo os dados:

m ˙ 6 = 20 ⋅ 908,77 - 420,45 2963 - 908,77

m ˙ 6 = 4,75   k g / s

Foi bem fácil né?

Pronto pra outra?

Te espero na próxima questão!

Resposta

m ˙ 6 = 4,75   k g / s

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