Uma indústria de produção de açúcar está pretendendo adquirir uma caldeira aquatubular, para alimentar seus processos de produção na planta industrial com vapor superaquecido. Tais indústrias possuem em seu parque industrial diversos equipamentos, tais como trocadores de calor e evaporadores, que necessitam de alimentação por vapor. O dimensionamento da produção de vapor necessária para a produção diária da indústria, pela caldeira, está estimado em
de vapor a
, a uma pressão manométrica de vapor de
, enquadrando-se na classificação de caldeiras do tipo B, segundo a NR13, com entalpia de
. Para tal situação, a água a ser vaporizada, deverá entrar na caldeira a uma velocidade de
e temperatura de
com entalpia de
.
suprimento de ar de combustão da caldeira, deve ser admitido estequiométricamente para o processo de queima na fornalha da caldeira. A caldeira que estamos observando em questão, irá utilizar um soprador axial com potência de 190 cavalos vapor com condições de entrada de ar de
e
e saída do soprador para a fornalha a
e
. A vazão volumétrica de operação do soprador da caldeira é de
passando por uma tubulação de 12 polegadas de diâmetro. Sendo assim, estime a vazão mássica de ar que o
soprador axial é capaz de alimentar a caldeira, sabendo ainda que o cp do ar é de
pontos
soprador axial é capaz de alimentar a caldeira, sabendo ainda que o cp do ar é de
Passo 1
O problema quer a vazão mássica de ar fornecida pelo soprador axial. Sabemos que a vazão volumétrica do soprador é de
e que o ar entra a
e
. Para obter a vazão mássica
basta usar a lei dos gases ideais para determinar a densidade do ar nessas condições e então calcular
Passo 2
Converter a vazão volumétrica para unidades SI (
/s):
Passo 3
Calcular a densidade do ar de admissão usando a equação de gás ideal
Aqui
,
e para o ar
.
Passo 4
Calcular a vazão mássica:
Resposta
A vazão mássica de ar fornecida pelo soprador é de aproximadamente