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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 92

O dessuperaquecedor é um equipamento no qual ocorre a mistura de vapor superaquecido com líquido numa relação tal que se obtém vapor saturado na seção de saída do equipamento. Um dessuperaquecedor é alimentado com uma vazão de 0,5   k g / s de vapor d'água superaquecido a 5   M P a   e   400   ° C . A alimentação de água líquida ocorre a 5   M P a   e   40   ° C . Sabendo que a transferência de calor no equipamento é desprezível e que, na seção de saída, a pressão do vapor saturado é 4,5   M P a , determine a vazão de água necessária na unidade de dessuperaquecimento.

Passo 1

Neste exercício, temos um sistema com duas entradas e uma saída. Queremos a vazão de vapor proveniente da turbina. Podemos até usar a figura do exercício anterior para nos basearmos, pois indica o mesmo principio.

Temos a seguinte equação de energia para o nosso exercício:

m ˙ 1 h 1 + m ˙ 2 h 2 = m ˙ 3 h 3

Pela equação da continuidade, sabemos que:

m ˙ 1 + m ˙ 2 = m ˙ 3

Portanto:

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

Resolvendo a nossa equação para m ˙ 2 , temos:

m ˙ 2 = m ˙ 1 h 1 - h 3 h 3 - h 2

Passo 2

As entalpias específicas de cada seção podem ser encontradas a partir das tabelas de propriedades termodinâmicas para os fluidos. Temos que:

h 1 = 3195,7   k J / k g

h 2 = 171,97   k J / k g

h 3 = 2797,9   k J / k g

Logo:

m ˙ 2 = 0,5 3195,7 - 2797,9 2797,9 - 171,97

m ˙ 2 = 0 , 0757   k g / s

Resposta

m ˙ 2 = 0,0757   k g / s

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