Vapor a 250 kPa e um título de entra em um trocador de calor operando em regime permanente e sai com a mesma pressão como líquido saturado. Um fluxo de óleo separado com uma vazão mássica de 29 kg/s entra a 20°C e sai a 100°C, sem qualquer variação significativa na pressão. O calor específico de óleo é . Os efeitos das energias cinética e potencial são desprezíveis. Considerando que a transferência de calor do trocador para a vizinhança é da energia necessária para aumentas a temperatura do óleo, determine a vazão mássica do vapor, em kg/s.
Passo 1
Fala galerinha, cêis tão baum?
Vamos direto ao que interessa, então?
Bora lá!
Aplicando a equação de equilíbrio da taxa de energia
é a transferência de calor envolvida.
é a transferência de trabalho realizado.
é a transferência de massa.
é a entalpia especifica de entrada.
é a entalpia específica na saída.
é a taxa de fluxo de massa do óleo
são os efeitos de energia cinética
é a diferença na energia potencial por unidade da taxa de fluxo de massa.
Os efeitos da energia cinética e potencial são zero e não há trabalho envolvido
Passo 2
Encontraremos a mudança de entalpia do vapor
Substituindo
Temos
Da tabela A-30”Propriedades de água saturada (liquido-vapor): Tabela de pressão. Em
Passo 3
Escrevendo a expressão para a mudança na entalpia do óleo
O trabalho realizado é zero
Fazendo as devidas substituições na equação (1)
Portanto, a taxa de fluxo de massa de vapor é de
Resposta
Portanto, a taxa de fluxo de massa de vapor é de