Vapor d’água escoa em um grande tubo a 1 MPa com uma mistura bifásica líquido-vapor. Uma pequena quantidade é retirada através de um calorímetro de estrangulamento e sofre um processo de estrangulamento para uma pressão de saída de 0,1 MPa. Para qual intervalo de temperatura de saída, em °C, este calorímetro pode ser utilizado para determinar o título o vapor no tubo? Qual é o intervalo de valores correspondentes para os títulos?

Passo 1

Bora dar aquele gás e entender como funciona esse problema galerinha?Só vamOOOO...

Dados

Pressão de entrada   p 1 = 1 M P a

Pressão de saída p 2 = 0.1   M P a

Obtenha as propriedades da água á pressão de 1 MPa da tabela A-2 “Propriedades da água saturada “, do livro texto

Entalpia específica no estado líquido saturado , h f 1 = 762.81   k J / k g

Entalpia específica no estado vapor saturado , h g 1 = 2778.1   k J / k g

Obtenha as propriedades da água á pressão de 1 MPa da tabela A-2 “Propriedades da água saturada “, do livro texto

Temperatura no estado 2 T 2 = 99.63   ° C

Entalpia específica do estado 2 h 2 = 2675.5   k J / k g

Portanto, o valor mínimo da temperatura de saída e de T 2 = 99.63   ° C

Passo 2

A mistura de vapor água é estrangulada da pressão de 1 MPa a 0.1 MPa. Durante o processo de estrangulamento, a entalpia do sistema permanece constante.

h 1 = h 2

h f 1 + x 1 h f g 1 = h 2

Fazendo as devidas substituições, teremos

762.81 + x 1 × 2015.3 = 2675.5

x 1 = 2675.8 - 762.81 2015.3

x 1 = 0.949

Portanto, o valor mínimo de qualidade do vapor é de x 1 = 0.949  

Passo 3

O valor máximo possível de qualidade do vapor na tubulação é de x 1 = 1  

Obtenha a entalpia específica da água a pressão de 1 MPa e qualidade de 1 da tabela A-2 “Propriedades da água saturada” do livro texto.

h 1 = 2778.1   k J / k g

Durante o processo de estrangulamento, a entalpia do sistema permanece constante.

h 1 = h 2

h 2 = 2778.1   k J / k g

Obtenha a temperatura da água á pressão de 0.1 MPa e a entalpia específica de 2778.1 kJ/kg

Pela tabela A-2 “´Propriedades da água saturada” do livro texto.

Usaremos o método da interpolação

T 2 = 120 + ( 160 - 120 ) ( 2778.1 - 2716.6 ) ( 2796.2 - 2716.6 )

T 2 = 151 ° C

Portanto, o valor máximo da temperatura de saída é de T 2 = 151 ° C  

Portanto a faixa de temperatura de saída é de 99.63 ° C < T 2 < 151 ° C , e a faixa de qualidade é de 0.949 < x < 1 .

Resposta

Portanto, o valor máximo da temperatura de saída é de T 2 = 151 ° C  

Portanto a faixa de temperatura de saída é de 99.63 ° C < T 2 < 151 ° C , e a faixa de qualidade é de 0.949 < x < 1 .

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