Uma unidade de separação de vapor R-134a a uma pressão constante separa as porções correspondentes às fases líquido e vapor de uma mistura saturada em duas correntes de saída separadas. Determine o fluxo de potência necessário para passar 6 L/s de R-134a a 320 kPa e título de 55% por essa unidade. Qual é a taxa de fluxo de massa, em kg/s, dos dois fluxos de saída?

Passo 1

Vamos assumir que:

Este é um processo de fluxo constante, pois não há alterações com o tempo.

As alterações cinéticas e potenciais de energia são insignificantes.

Não há interações de trabalho e calor.

Então, o volume específico na entrada é

P 1 = 320   k P a → v 1 = v f + x 1 ( v g - v f ) = 0.03533   m 3 / k g

x 1 = 0.55

A vazão mássica na entrada é então

m 1 = V 1 v 1 = 0.1698   k g / s

Para cada kg de mistura processada, 0,55 kg de vapor são processados. Portanto,

m 2 = 0.7   m 1 = 0.55 × 0.1698   =   0.09340   k g / s

m 3 = m 1 - m 2 = 0.45   m 1 = 0.45   × 0.1698   =   0.07642   k g / s

Passo 2

E, por fim, o fluxo de potência desta unidade é

W f l u x o = m 2 P 2 v 2 + m 3 P 3 v 3 - m 1 P 1 v 1 = 0   k W

Resposta

W f l u x o = m 2 P 2 v 2 + m 3 P 3 v 3 - m 1 P 1 v 1 = 0   k W

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