Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 84
Uma planta de potência a vapor, de ciclo Rankine, opera com uma pressão alta de , uma pressão baixa de e uma saída da caldeira de . A fonte de alta temperatura disponível é a exaustão de de ar a de uma turbina a gás. Se a caldeira opera como um trocador de calor em contracorrente, onde a diferença de temperaturas no ponto de pinça é de , determine a máxima vazão mássica de água possível e a temperatura de saída do ar.
Passo 1
Fala, galera! Vamos resolver essa questão.
Essa questão é basicamente aplicação de fórmulas e nós vamos relembrando essas fórmulas nos próximos passos. Vamos começar dando uma olhadinha no diagrama do processo:
Primeiro, vamos analisar a bomba, em que temos:
O que nos fornece a entalpia:
Passo 2
Para o estado da água do trocador de calor, vamos ter:
Estado 2a:
Estado 3:
Para os estados do ar do trocador de calor, temos:
Entrada:
Estado 2a:
Logo, temos que a temperatura do ar deve ser de no ponto em que a água está no estado 2a.
Passo 3
Finalizando, vamos ter para a seção :
Logo,
E para o total:
Logo,
Dessa forma, temos:
E podemos concluir que
Prontinho! Até a próxima, galera!