Enunciado

É possível que um separador de líquido-vapor adiabático separe vapor úmido a 100   p s i a e 90 % de título, de modo que a pressão das correntes de saída seja superior a 100   p s i a ?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Nossa condição de existência é de que:

m ˙ 2 = x m ˙ 1 = 0,9 m ˙ 1

E:

m ˙ 3 = 1 - x m ˙ 1 = 0,1 m ˙ 1

Onde o índice 1 representa a mistura, 2 representa o vapor e 3 o líquido.

De acordo com a tabela de propriedades da água para 100   p s i a disponível na tabela A - 5 E , temos que:

s l = s f + x s f g

s l = 0,47427 + 0,9 ⋅ 1,12888

s l = 1,4903   B t u / l b m ⋅ R

Passo 2

Do principio da variação de entropia, temos que:

m ˙ 2 ⋅ s 2 + m ˙ 3 ⋅ s 3 ≥ m ˙ 1 s 1

Substituindo os fluxos, temos que:

( 0,9 m ˙ 1 ) ⋅ s 2 + ( 0,1 m ˙ 1 ) ⋅ s 3 ≥ m ˙ 1 s 1

0,9 s 2 + 0,1 s 1 = 1,49026

Se considerarmos uma pressão maior que 100   p s i a , por exemplo 110   p s i a , temos que:

s 2 = s g = 1,5954   B t u / l b m ⋅ R

E:

s 3 = s f = 0,48341   B t u / l b m ⋅ R

Substituindo na nossa regra encontrada, temos que:

0,9 1,5954 + 0,1 0,48341 = 1,49026

1,4842 < 1,49026

Portanto, a pressão de saída não pode ser maior que 100   p s i a .

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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