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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 95

Escrevendo um balanço de energia para o trocador de calor de um ciclo binário a vapor, obtenha uma equação para a razão entre os fluxos de massa dos dois fluidos considerando suas entalpias.

Passo 1

Tá legal, a primeira coisa que vamos fazer é ilustrar o diagrama de uma usina que opera com um ciclo binário a vapor:

Note que nesse caso, o livro forneceu a imagem com um ciclo operando com vapor de água e mercúrio. No nosso caso, vamos chamar o ciclo superior de A e o ciclo inferior de B .

Passo 2

Então, tomando como base o diagrama do passo 1, vamos aplicar o equilíbrio de energia para o sistema, então, temos:

E ˙ e - E ˙ s = Δ E ˙

No nosso caso, temos regime permanente e também podemos desprezar as variações de energia cinética e potencial, então a equação se resume a:

E ˙ e = E ˙ s

Então, escrevendo isso em função das vazões mássicas dos ciclos A e B e das entalpias, temos:

m ˙ A h 4 + m ˙ B h 6 = m ˙ A h 1 + m ˙ B h 7 → m ˙ A h 4 - m ˙ A h 1 = m ˙ B h 7 - m ˙ B h 6

Colocando as vazões mássicas em evidência, temos:

m ˙ A h 4 - h 1 = m ˙ B h 7 - h 6 → m ˙ A m ˙ B = h 7 - h 8 h 4 - h 1

Resposta

m ˙ A m ˙ B = h 7 - h 8 h 4 - h 1

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