Conforme o dessuperaquecedor ilustrado na Fig. P6.86, água líquida é injetada em um fluxo de vapor superaquecido. Como resultado, tem-se um fluxo de vapor saturado na saída. Os dados para a operação em regime permanente estão apresentados na tabela a seguir. Considere que as perdas de calor e todos os efeitos das energias cinética e potencial são desprezíveis.

a) Localize os estados 1,2 e 3 em um esboço do diagrama T - s .

b) Determine a taxa de geração de entropia no interior do dessuperaquecedor, em k W / K .

Passo 1

Fala galerinha!

Bora resolver essa questão juntos?

Se ajeite aí e fica de olho!

Letra a)

Começamos o nosso problema localizando os estados 1,2 e 3 em um esboço do diagrama T - s :

Passo 2

Letra b)

Agora, devemos aplicar um balanço de energia em nosso sistema:

Q v c - W v c + m 1 h 1 + m 2 h 1 - m 3 h 3 = 0

Como não possuímos transferências de calor e trabalho, além dos efeitos das energias cinética e potencial serem desprezíveis, temos:

m ˙ 1 h 1 + m ˙ 2 h 2 = m ˙ 3 h 3

Aplicando um balanço de massa:

m ˙ 3 = m ˙ 1 + m ˙ 2

Substituindo m ˙ 3 :

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

m ˙ 1 h 1 - h 3 = m ˙ 2 h 3 - h 2

m ˙ 1 = m ˙ 2 h 3 - h 2 h 1 - h 3

Substituindo os dados:

m ˙ 1 = 0,28 ⋅ 2803,1 - 3002,8 169,9 - 2803,1

m ˙ 1 = 0,0212   k g / s

Passo 3

Agora, aplicando um balanço de energia:

∆ s = ∆ Q v c T b + σ v c

Como não temos transferência de calor:

∆ s = σ v c

Abrindo a variação de entropia:

σ v c = m ˙ 3 s 3 - m ˙ 1 s 1 - m ˙ 2 s 2

Substituindo m ˙ 3 :

σ v c = m ˙ 1 + m ˙ 2 s 3 - m ˙ 1 s 1 - m ˙ 2 s 2

Substituindo os dados:

σ v c = 0,0212 + 0,28 ⋅ 6,2575 - 0,0212 ⋅ 0,5714 - 0,28 ⋅ 6,6001

σ v c = 0,024   k W / K

E assim a gente finaliza a nossa questão!

Até a próxima!

Resposta

a )   D i a g r a m a   T - s

b )   σ v c = 0,024   k W / K

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