(Nilo, p. 287, q. 24) Vapor d’água produzido em uma caldeira é normalmente “úmido”, ou seja, é uma névoa composta de vapor d’água saturado e gotículas de água líquida saturada. Define-se “qualidade” ou “título” de um vapor úmido como a fração mássica (ou molar) da mistura que é vapor.
a) Se o título de um vapor úmido a
é 0,70 , estime a entalpia específica deste vapor.
:
.
b) Se a entalpia específica de um vapor úmido a 500 K é
, calcule o título do vapor. R: 0,85.
c) Calcule a taxa de calor a ser fornecida a 50,0 ton/h do vapor d’água do item (a) para torná-lo saturado. R: 7,88 MW.
a) Se o título de um vapor úmido a
b) Se a entalpia específica de um vapor úmido a 500 K é
c) Calcule a taxa de calor a ser fornecida a 50,0 ton/h do vapor d’água do item (a) para torná-lo saturado. R: 7,88 MW.
Passo 1
O enunciado trata de vapor úmido, ou seja, mistura bifásica de água líquida saturada e vapor saturado, onde o título
é a fração mássica de vapor. Para resolver precisamos dos valores de entalpia específica do líquido saturado
e do vapor saturado
nas condições dadas (tabela de vapor) e usar a relação
para cálculo da entalpia da mistura, ou ainda
quando
é conhecida. No item (c) usaremos taxa mássica e variação de entalpia para obter a potência térmica.
Passo 2
Para (a), a
da tabela de vapor saturado dá aproximadamente
Com título
, a entalpia da mistura é
que, arredondando conforme tabela, fica
.
Passo 3
Para (b), a
equivale a
de saturção. Da tabela:
Dada a entalpia
, o título é
que se aproxima de
(arredondamento de tabela).
Passo 4
Para (c), usamos o vapor do item (a) (
, entalpia inicial
) e queremos vapor saturado seco (
, entalpia
). A variação de entalpia por kg é
A vazão mássica é
A potência térmica necessária é
A potência térmica necessária é
arredondando para
.
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)