Vapor a uma pressão de 0,08 bar e um título de 93,2   % entra em um trocador de calor casco e tubo, e se condensa no exterior de tubos nos quais água de resfriamento escoa, saindo como líquido saturado a 0,08 bar. A vazão mássica do vapor condensado é 3,4 × 10 5   k g / h . A água de resfriamento entra nos tubos a 15°C e sai a 35°C com uma variação de pressão desprezível. Desprezando as perdas de calor e ignorando os efeitos das energias cinética e potencial, determine a vazão mássica da água de resfriamento, em kg/h, para a operação em regime permanente.

Passo 1

Fala galerinha, cêis tão baum?

Vamos direto ao que interessa, então?

Bora lá!

Dados: Pressão inicial, p 1 = 0.08   b a r

Qualidade : x 1 = 93.2   %

Taxa de fluxo de massa, m ˙ = 3.4   × 10 5   k g / h

Temperatura inicial, T 3 = 15 ° C

Final temperatura, T 4 = 35 ° C

Passo 2

Reduzindo a equação de equilíbrio da taxa de energia

0 = Q ˙ c v - W ˙ c v + m ˙ 1 h 1 - h 2 + V 1 2 - V 2 2 2 + g z 1 - z 2 + m ˙ 3 h 3 - h 4 + V 3 2 - V 4 2 2 + g z 3 - z 4

m ˙ 3 = m ˙ 1 h 1 - h 2 h 3 - h 4               ( 1 )

Passo 3

Das propriedades da tabela de pressão de água saturada em p 1 = 0.08   b a r

h 1 = h f + x 1 h f g

h 1 = 173.88 + 0.932 × 2403.1

h 1 = 2413.6   k J / k g

Das propriedades da tabela de pressão de água saturada em p 2 = 0.08   b a r

h 2 = h f

h 1 = 173.88   k J / k g

Das propriedades da tabela de temperatura de água saturada em T 3 = 15 ° C

h 3 = h f

h 3 = 62.99   k J / k g

Das propriedades da tabela de temperatura de água saturada em T 4 = 3 5 ° C

h 4 = h f

h 4 = 146.68   k J / k g

Passo 4

Substituindo os valores na equação (1)

m ˙ 3 = 3.4 × 10 5 k g / h 2413.6 - 173.88 146.68 - 62.99              

m ˙ 3 = 9.06 × 10 6   k g / h

Portanto, a taxa de fluxo de massa é de m ˙ 3 = 9.06 × 10 6   k g / h  

Resposta

Portanto, a taxa de fluxo de massa é de m ˙ 3 = 9.06 × 10 6   k g / h  

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