Água líquida alimenta uma caldeira a
e 10 bar, sendo convertida em vapor saturado a pressão constante.
Use as tabelas de vapor para calcular
para este processo e calcule então o calor necessário para produzir
de vapor nas condições da saída. Admita que a variação da energia cinética do vapor é desprezível e que o vapor é descarregado através de uma tubulação de 15 cm de diâmetro interno. R:
e
.
Use as tabelas de vapor para calcular
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos água líquida entrando em uma caldeira a uma temperatura de
e uma pressão de 10 bar. Nessa caldeira, a água é convertida em vapor saturado mantendo a pressão constante. Precisamos calcular a variação da entalpia (
) desse processo e, em seguida, determinar o calor necessário para produzir um fluxo de vapor de
. Para isso, vamos usar as tabelas de vapor, que nos fornecem propriedades termodinâmicas da água e do vapor em diferentes condições.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação da entalpia (
) para a conversão da água líquida em vapor saturado a 10 bar. A entalpia é uma medida de energia e, nesse caso, representa a energia necessária para transformar a água em vapor.
Consultando as tabelas de vapor para 10 bar:
- Entalpia da água líquida (
): aproximadamente - Entalpia do vapor saturado (
): aproximadamente
A variação da entalpia é dada por:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, precisamos calcular o calor necessário para produzir
de vapor. Primeiro, vamos converter o fluxo volumétrico em fluxo de massa, usando a densidade do vapor saturado a 10 bar.
Consultando as tabelas de vapor para 10 bar, a densidade do vapor saturado (
) é aproximadamente
.
Calculamos o fluxo de massa (
) da seguinte forma:
Onde:
Convertendo para kg/h:
Passo 4
Agora, vamos calcular o calor necessário (
) usando a variação da entalpia que calculamos anteriormente:
Substituindo os valores:
Convertendo para kW (já que
):
Resposta
A variação da entalpia é
e o calor necessário para produzir
de vapor é
.