O tanque rígido ilustrado na Fig.P4.124 tem um volume de e inicialmente contém uma mistura bifásica líquido-vapor de a uma pressão de 15 bar e com um título de 20%. Á medica que o tanque é aquecido, uma válvula reguladora mantém a pressão constante no tanque, permitindo que o vapor saturado escape. Abandonando os efeitos das energias cinética e potencial,
- Determine a massa total no tanque, em kg, e o calor transferido, em kJ, se o aquecimento continuar até que o título final seja x=0,5.
- Esboce graficamente a massa no tanque, em kg, e o calor transferido em kJ, versus o título final x no intervalo entre 0,2 e 1,0.
Passo 1
Eaaaaaae na boa galera, bora que bora?
Figura ilustrando o diagrama PV do processo.
Passo 2
Usaremos a equação de equilíbrio da taxa de energia
Mas,
Então,
Fazendo a integração
Passo 3
Partindo da tabela de pressão de água saturada na tabela A-2
Volume especifico de líquido saturado
Volume especifico de vapor saturado
Então
Volume especifico inicial.
Passo 4
Partindo da tabela de pressão de água saturada
Energia interna do líquido saturado
Energia interna do vapor saturado
Energia interna inicial,
Passo 5
- Massa inicial
- Gráfico de plotagem entre a massa total no tanque e de transferência de calor com a faixa de x=0,1 a 1,0.
Qualidade final
Volume especifico final
Entalpia final
Massa final
Assim, a massa total no tanque é de 0.903 kg
Então da equação (1), temos
Assim A transferência de calor Q, é de 2547.09 kJ.
Passo 6
Passo 6
A tabela a seguir mostra a descarga versus a qualidade da mistura:
Passo 7
Gráfico entre
Passo 8
Gráfico entre
Resposta
Vide o passo a passo.