A potência elétrica gerada numa central termoelétrica geotérmica é 150 M W . A taxa de transferência de calor da fonte geotérmica para o ciclo da central é 1000   M W e o ciclo rejeita calor na atmosfera através de uma torre de resfriamento. Determine a taxa de transferência de calor para a atmosfera e a vazão em massa de ar na torre sabendo que a variação de temperatura máxima do ar que escoa na torre é 10 ° C .

Passo 1

Fala pessoal, tudo bem? Bora resolver mais uma comigo?

Galera temos uma usina termoelétrica em operação em que sua potência é de W ˙ = 150 M W ,

e a o taxa de transferência de calor da fonte quente de calor é Q ˙ H = 1000   M W .

Temos que determinar o fluxo de massa de ar que ira absorver o calor da fonte de calor de baixa temperatura, ou seja, o fluxo de massa de ar que ira resfriar a usina.

Para isto vamos ter que começar determinando a taxa de transferência de calor do reservatório de baixa temperatura para o ar que ira absorver. Faremos isto por meio do balanço energético:

W ˙ = Q ˙ H - Q ˙ L

Isolando Q ˙ L :

Q ˙ L = Q ˙ H - W ˙

Passo 2

Seguindo o raciocínio do passo 1, vamos determinar Q ˙ L :

Q ˙ L = Q ˙ H - W ˙

Substituindo valores:

Q ˙ L = 1000 - 150 = 850   M W

Com a transferência de calor do reservatório de baixa temperatura, vamos utilizar a equação de energia, em função do fluxo de massa, para o ar.

Q ˙ L = m ˙ a r ∙ Δ h

Passo 3

Reescrevendo a equação de transferência de calor par o ar, temos:

Q ˙ L = m ˙ a r ∙ Δ h

Temos que entalpia pode ser determinar pela multiplicação do coeficiente do calor específico do ar vezes variação de temperatura:

Q ˙ L = m ˙ a r ∙ C p ∙ Δ T

Isolando o fluxo de massa:

m a r ˙ = Q ˙ L C p ∙ Δ T

Olhando na tabela A . 5 , temos o nosso coeficiente C p e substituindo valores:

m a r ˙ = 850 ∙ 10 3 1,0035 ∙ 10 = 84   7035 k g s

É isso galera, valeu!

Resposta

m a r ˙ = 84   7035 k g s

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