O gerador de vapor de uma planta de potência a vapor pode ser considerado de maneira simplificada como consistindo em uma unidade combustora na qual combustível e ar são queimados para produzir gases quentes de combustão, seguido de uma unidade trocadora de calor onde
o fluido de trabalho do ciclo é vaporizado e superaquecido conforme os gases quentes se resfriam. Considere a água como fluido de trabalho sujeita ao ciclo do Problema 8.17. Os gases quentes da combustão, que, por hipótese, têm as propriedades do ar, entram na seção de troca de calor do gerador de vapor a 1200 K e saem a 500 K com uma variação de pressão desprezível. Para a unidade trocadora de calor determine
(a) a taxa líquida pela qual exergia é carregada para dentro pela corrente de gás, em kJ por kg de vapor que flui.
(b) a taxa líquida pela qual exergia é carregada para fora pela corrente de água, em kJ por kg de vapor que flui.
(c) a taxa de destruição de exergia, em kW .
(d) a eficiência exergética dada pela Eq.7.27.
Considere T_{0}=15^{\circ} \mathrm{C} e p_{0}=0,1 \mathrm{MPa}.

Passo 1

O enunciado pede o balanço de exergia na unidade trocadora de calor usando os dados da corrente de gás (entrada a 1200 K e saída a 500 K) e da corrente de água seguindo o ciclo do Problema 8.17. Para calcular as exergias de cada corrente precisamos das propriedades termodinâmicas (entalpia e entropia em cada estado) da água que são definidas naquele ciclo.

Passo 2

Verificamos que o enunciado não fornece os pontos de pressão, temperatura ou entalpia/entropia da água no ciclo do Problema 8.17, sem os quais não é possível obter a exergia específica da água em entrada e em saída.

Resposta

Não há como resolver a questão porque faltam os dados termodinâmicos do ciclo do Problema 8.17 necessários para calcular as exergias da água.

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