Deseja-se produzir uma corrente de água a 200 kPa e
misturando-se
de água a 2000 kPa e
com outra corrente de água a 2000 kPa e
. Qual deve ser a vazão dessa segunda corrente?
Passo 1
Vamos resolver um problema de mistura de correntes de água utilizando conceitos de termodinâmica. Precisamos encontrar a vazão da segunda corrente de água que, ao se misturar com a primeira, resultará em uma corrente final com pressão de 200 kPa e temperatura de
. Para isso, vamos usar o balanço de energia e as propriedades termodinâmicas da água.
Passo 2
Primeiro, entendamos que a energia total das correntes que estão entrando na mistura deve ser igual à energia total da corrente que sai. Isso é o que chamamos de balanço de energia. A equação geral fica:
Aqui:
-
é a vazão da primeira corrente. -
é a vazão da segunda corrente que queremos encontrar. -
, e são as entalpias específicas da água nas condições dadas.
Passo 3
Precisamos encontrar os valores das entalpias
,
e
para as condições de pressão e temperatura fornecidas. Para isso, consultamos as tabelas de propriedades da água (tabelas de vapor):
-
Para a primeira corrente (
, ): -
-
Para a segunda corrente (
, ): -
-
Para a corrente final (
, ): -
Obs: Os valores das entalpias são aproximados e podem variar ligeiramente dependendo da tabela utilizada.
Passo 4
Agora, substituímos esses valores na equação do balanço de energia:
Vamos resolver para
:
Reorganizando os termos:
Resposta
A vazão da segunda corrente de água deve ser aproximadamente
.