Considere a queima de carvão pulverizado numa unidade geradora de vapor de uma central termelétrica. A razão AC é de , a massa de gases de combustão é de cb, a massa de vapor d’água nos produtos é de cb e a massa de cinzas leves é . Cinzas de fundo se precipitam no selo d’água com temperatura de e vazão de . Sabendo que o teor de umidade do ar de combustão é de de ar seco e que há uma proporção de Cnq , determine a temperatura real de saída dos gases da fornalha. Dados adicionais: área de troca de calor de , consumo de combustível de e temperatura do vapor de . Assuma e Tar ; cpar .
Passo 1
O enunciado trata da determinação da temperatura de saída dos gases de combustão da fornalha, fazendo o balanço energético entre o poder calorífico do carvão e o calor absorvido pelos produtos quentes (gases, vapor, cinzas leves) e perdido com as cinzas de fundo. O conteúdo é balanço de energia em um processo de combustão, usando sensibilidades térmicas (capacidades caloríficas) e as massas específicas de cada corrente.
Passo 2
Listamos as massas por kg de carvão queimado:
Ar seco:
Água no ar (umidade):
Gases de combustão (excluindo vapor de água):
Vapor d’água (da combustão do hidrogênio do carvão):
Cinzas leves (carregadas junto aos gases):
Cinzas de fundo:
Carbono não queimado (coke):
Total de massa que será aquecida até a temperatura de saída :
Passo 3
Escrevemos o balanço de energia por kg de carvão (todas as energias em kJ):