-
Nas grandes usinas de potência a vapor, a àgua de alimentação frequentemente é aquecida em aquecedores de água de alimentaçào de contato indireto. Såo basicamente trocadores de calor, que usam vapor d’água extraido em algum estágio da turbina para esse processo de aquecimento. Em um processo, o vapor d’água entra no aquecedor de água de alimentaçăo a 2.0 MPa e
, saindo como liquido saturado à mesma pressăo. Já a água de alimentaçăo entra no aquecedor a 5 MPa e
, saindo
abaixo da temperatura de saida do vapor. Desprezando as perdas de calor pelas superficies externas do aquecedor, determine:
(a) razào entre os fluxos de massa do vapor extraido e da água de alimentaçio;
(b) A geraçăo de entropia, em
;
(c) A destruiçăo de exergia, cm
:
(a) razào entre os fluxos de massa do vapor extraido e da água de alimentaçio;
(b) A geraçăo de entropia, em
(c) A destruiçăo de exergia, cm
Passo 1
O enunciado descreve um aquecedor de água de alimentação (FWH) em que o vapor extraído da turbina (fluxo
) entra a 2,0 MPa e
C, e sai como líquido saturado à mesma pressão; simultaneamente a água de alimentação (fluxo
) entra a 5 MPa e
C, e sai a
.
Conteúdo: balanço de energia para achar a razão de fluxos de massa; balanço de entropia para achar geração de entropia; e exergia destruída via .
Conteúdo: balanço de energia para achar a razão de fluxos de massa; balanço de entropia para achar geração de entropia; e exergia destruída via
Passo 2
Determinar propriedades termodinâmicas em cada estado (valores típicos de tabela de vapor puro):
– Estado 1 (vapor superaquecido, 2 MPa, C):
– Estado 1 (vapor superaquecido, 2 MPa,
– Estado 2 (líquido saturado, 2 MPa):
– Estado 4 (entrada da água, 5 MPa,
C, líquido comprimido aproximado por líquido saturado a
C):
– Estado 3 (saída da água, 5 MPa, 202{,}
C, líquido comprimido aproximado por
e
à mesma
ou via
):
Passo 3
Aplicar o balanço de energia (adiabático, sem trabalho de ejeção):
Passo 4
Balanço de entropia do FWH:
Dividindo por
, obtemos a geração de entropia por kg de água de alimentação:
Passo 5
Destruição de exergia (assumindo
):
Resposta
(a)
.
(b) .
(c) .
(b)
(c)