Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 51
Repita o Prob. 11.47 admitindo que o aquecedor de água de alimentação é do tipo superfície (em vez do tipo mistura). Admita que a bomba d’água principal está localizada imediatamente a jusante do condensador e que esta descarrega o fluido a . A bomba secundária é utilizada para comprimir a água que foi extraída da turbina e também descarrega a fluido a . Considere que a temperatura da água após a mistura dos escoamentos provenientes das bombas principal e secundária é igual a .
Passo 1
Vamos resolver essa questão juntos?
Se ajeita ai e bora lá!
Todas as propriedades utilizadas neste problema foram obtidas na Tabela B.1.
Começamos a questão expondo os dados dos estágios oferecidos pelo enunciado.
Estágio 1:
Estágio 2:
Estágio 4:
Estágio 6a:
Estágio 6b:
Estágio 5:
Estágio 6:
Estágio 7:
Agora, vamos analisar alguns componentes do sistema separadamente.
Passo 2
Começaremos pelas bombas.
1ª Bomba:
Aqui nos possuímos um processo adiabático e reversível, ou seja, isentrópico.
Considerando um escoamento incompressível e aplicando a equação de energia, obtemos:
Integrando e substituindo os dados:
Com isso, conseguimos também obter :
2ª Bomba:
Realizando as mesmas considerações da 1ª Bomba:
Passo 3
Seguindo para a turbina.
Como temos um processo isentrópico:
Como aqui temos duas fases presente, devemos calcular o título:
Calculando :
Passo 4
Analisando o aquecedor.
Aqui possuímos apenas trocas térmicas, então, realizando um balanço de energia:
Sendo:
Isolando :
Passo 5
O problema, por fim, nos pede a taxa de transferência de calor no condensador, mas para isso devemos obter a vazão mássica total do sistema primeiro:
Assim, podemos calcular a taxa de transferência de calor no condensador:
Ufa, chagamos ao final!
Não desanime não, te espero na próxima questão!