Um óleo combustível é queimado com ar em uma caldeira.
calor ( 528 kW) é transferido para a água que passa através da caldeira. A água entra nos tubos da caldeira como liquido saturado a 295 K e sai dos tubos como vapor saturado a uma pressão absoluta de 2000 kPa . Calcule a vazão mássica (kg/h) em que o vapor saturado é produzido.
Passo 1
O enunciado trata de uma caldeira que recebe uma potência térmica de
e aquece água de líquido saturado a
até vapor saturado a
. O conteúdo é balanço de energia em fluxo estacionário de água/vapor e vamos usar entalpias de vapor saturado e líquido saturado para calcular a vazão mássica de vapor produzida.
Passo 2
Pelo balanço de energia na caldeira, desprezando perdas,
onde
,
é a entalpia do líquido saturado a
e
é a entalpia do vapor saturado a
. Logo,
Passo 3
Para estimar
a
(
) usamos interpolação nas tabelas de água saturada:
a ,
;
a ,
.
Interpolando em :
a
a
Interpolando em
Passo 4
Da tabela de vapor saturado a
(
bar) temos aproximadamente:
logo a entalpia do vapor saturado é
Passo 5
Calculemos a variação de entalpia por quilograma de água:
Passo 6
Agora a vazão mássica em
é
Convertendo para
:
Resposta
A vazão mássica de vapor produzida é aproximadamente
.