(Nilo, p. 285, q. 18) Vapor d’água saturado a 300 kPa é usado para aquecer propano gasoso à pressão constante. O propano entra no aquecedor a 300 K e 150 kPa com a vazão de
e é aquecido até 400 K . O vapor d’água condensa e é liberado como água saturada. Calcule:
A vazão mássica de vapor d’água a ser usada.
A vazão mássica de vapor d’água a ser usada.
Passo 1
O enunciado diz que vapor de água saturado a
condensa liberando calor, que é usado para aquecer propano gasoso a
de
até
. A vazão mássica de propano é
. Vamos usar balanço de energia (primeira lei) no aquecedor em regime permanente, onde o calor cedido pela condensação do vapor iguala o calor absorvido pelo propano. Precisamos de
) a entalpia de aquecimento do propano,
, e
) o calor latente de vaporização do vapor a
,
.
Passo 2
Para obter
, tratamos o propano como gás ideal com calor específico médio aproximado
Assim, sobre
,
Passo 3
O calor total que o propano exige por segundo é
Passo 4
Do vapor saturado a
retiramos o calor latente de vaporização,
Das tabelas de vapor, a
temos aproximadamente
Passo 5
Balanço de energia no aquecedor:
Resposta
A vazão mássica de vapor d’água necessária é aproximadamente
.