Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 101
Gases quentes de exaustão que saem de um motor a combustão interna a e a uma vazão de devem ser usados para produzir vapor de água saturado a em um trocador de calor isolado. A água entra no trocador de calor à temperatura ambiente de , e os gases de exaustão saem do trocador de calor a . Determine (a) a taxa de produção de vapor de água, (b) a taxa de destruição de exergia no trocador de calor e (c) a eficiência de segunda lei do trocador de calor.
Passo 1
Vamos lá, estudantes! Os gases de escape quentes que saem de um motor de combustão interna devem ser utilizados para obter vapor saturado num permutador de calor adiabático. A taxa de obtenção do vapor, a taxa de destruição por esforço e a eficiência da segunda lei devem ser determinadas. (a) Denominamos os estados de entrada e saída de gases de escape por (1) e (2) e o da água por (3) e (4). As propriedades da água são (Tabela A-4)
Um balanço energético no permutador de calor dá,
Passo 2
(b) As mudanças específicas de esforço de cada fluxo à medida que flui no permutador de calor são,
A exergia de destruição é determinada a partir de um equilíbrio exógeno no permutador de calor a ser
Passo 3
(c) A eficiência da segunda lei para um permutador de calor pode ser definida como o aumento do fluido frio dividido pela diminuição do fluido quente. Ou seja,
