Uma torre de resfriamento de circulação forçada opera em uma central termelétrica, sendo utilizada para redução da temperatura da água que circula no condensador existente na planta. A água de resfriamento entra na torre a
e sai a
, com uma vazão de
. Ar atmosférico entra na torre a
, 1 atm e
de umidade relativa, saindo a
e
de umidade relativa. A água de reposição está disponível para a torre a
.
Hipóteses: (1) Regime permanente (2)A torre de resfriamento é adiabática (3) Ar seco pode ser modelado como gás ideal (4) Não são consideradas variações de energia cinética e potencial.
Determine:
c) A vazão mássica de água de reposição consumida pela torre em
Hipóteses: (1) Regime permanente (2)A torre de resfriamento é adiabática (3) Ar seco pode ser modelado como gás ideal (4) Não são consideradas variações de energia cinética e potencial.
Determine:
c) A vazão mássica de água de reposição consumida pela torre em
Passo 1
O enunciado pede pra gente achar a vazão mássica de água de reposição (make‐up) que entra na torre de resfriamento em kg/s.
Conteúdo: balanço de massa e energia em torre de resfriamento, psicrometria (razão de umidade e entalpia do ar úmido).
O que vamos usar:
Conteúdo: balanço de massa e energia em torre de resfriamento, psicrometria (razão de umidade e entalpia do ar úmido).
O que vamos usar:
- Balanço de energia na água (Q cedido pela água = Q ganho pelo ar)
- Definição de razão de umidade:
- Entalpia do ar úmido:
- Balanço de massa da água: água evaporada = água de reposição (desprezando derivações e purgas)
Passo 2
Calcular a razão de umidade no ar de entrada (
) e no ar de saída (
).
-
Pressão de saturação a 22 °C:
.
.
. -
Pressão de saturação a 29 °C:
.
.
.
Passo 3
Balanço de energia na água de resfriamento (adiabática para o conjunto torre+ar):
.
Aqui ,
,
,
.
Aqui
Passo 4
Balanço de energia no ar úmido (ganha tudo
que a água perdeu):
com
,
onde
onde
Usamos
,
,
,
,
.
Passo 5
Calcular
:
- Sensível do ar seco:
. - Latência (evaporação):
. - Aquecimento do vapor:
.
Total
Daí
Passo 6
Balanço de massa de água no ar: a água que evapora na torre é
Como desprezamos perdas extras, essa é a vazão de água de reposição.
Como desprezamos perdas extras, essa é a vazão de água de reposição.
Resposta
A vazão mássica de água de reposição consumida é de aproximadamente 1,81 kg/s.