Uma planta de potência a vapor, de ciclo Rankine, opera com uma pressão alta de 3M P a , uma pressão baixa de 10k P a e uma saída da caldeira de 500° C . A fonte de alta temperatura disponível é a exaustão de 175k g / s de ar a 600° C 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 20° C , determine a máxima vazão mássica de água possível e a temperatura de saída do ar.

m ˙ H 2 O = 26,584k g / s T e = 133,6° C

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!

Resposta

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