No projeto de um sistema de geração de vapor para propulsão em uma embarcação, um engenheiro avalia uma bomba de alimentação de caldeira. A água entra a
na bomba come vapor saturado a 120 kPa e sai como vapo superaquecido a 500 kPa e
.
Determine a variação da taxa de transferência d energia por unidade de massa associada a ess processo.
Passo 1
O enunciado descreve uma bomba (dispositivo de escoamento em regime permanente) que recebe vapor saturado de água a
e o leva a
e
. A vazão mássica é
. Como não há menção a troca de calor, assumimos processo adiabático e desprezamos variações de energia cinética e potencial. Para esses casos, a equação de energia por unidade de massa reduz-se a
onde
e
são as entalpias específicas na entrada e na saída.
Passo 2
Determinar
, a entalpia do vapor saturado a
. Pelas tabelas de vapor saturado:
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Passo 3
Determinar
, a entalpia do vapor superaquecido a
e
. Pelas tabelas de vapor superaquecido:
Passo 4
Calcular o trabalho específico (variação de energia por unidade de massa)
Passo 5
Se quisermos a potência requerida pela bomba, basta multiplicar pela vazão mássica:
Resposta
A variação de energia por unidade de massa é de aproximadamente
.