Água líquida ingressa em um trocador de calor a
e
de pressão absoluta (
) através de uma tubulação a uma velocidade média de
. Vapor sai do trocador, por uma tubulação de saída localizada a
acima da tubulação de entrada, a
de pressão absoluta e
), e a uma velocidade média de
. Considerando o sistema em estado estacionário, que quantidade de calor deve ser adicionado por unidade de massa de água? (
).
Passo 1
O enunciado dá água líquida entrando num trocador de calor a
C e 137,9 kPa (entalpia
kJ/kg) com velocidade média
m/s, e vapor saindo a
C e mesma pressão (entalpia
kJ/kg), velocidade
m/s, e elevação
m. Pede-se a quantidade de calor adicionada por kg de água em regime estacionário. Vamos usar o balanço de energia para escoamento contínuo.
Passo 2
A primeira lei de termodinâmica para um sistema de fluxo permanente, sem trabalho de eixo, por unidade de massa é
Passo 3
Calcular a variação de energia cinética por kg:
J/kg
kJ/kg.
Passo 4
Calcular a variação de energia potencial por kg:
J/kg
kJ/kg.
Passo 5
Agora somamos tudo: