Uma turbina descarrega
de vapor saturado a 1atm. Deseja-se gerar uma corrente a 200 oC e 1atm pela mistura da descarga da turbina com uma segunda corrente de vapor a 250 oC e 1atm.
(b) Se a mistura for realizada adiabaticamente, calcule a vazão da corrente de produto. (
)
(b) Se a mistura for realizada adiabaticamente, calcule a vazão da corrente de produto. (
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que a gente tem duas correntes de vapor a 1 atm:
- Corrente 1: 200 kg/h de vapor saturado (ou seja, a 100 °C).
- Corrente 2: vapor superaquecido a 250 °C.
Essas duas se misturam adiabaticamente (sem troca de calor com o entorno) e geram um produto a 200 °C e 1 atm.
O conteúdo é equilíbrio de massa e balanço de energia (1ª lei da termodinâmica para mistura adiabática). Vamos precisar dos valores de entalpia específica ( ) das correntes nos estados dados, tirados da tabela de vapor.
O conteúdo é equilíbrio de massa e balanço de energia (1ª lei da termodinâmica para mistura adiabática). Vamos precisar dos valores de entalpia específica (
Passo 2
Escrevemos primeiro as equações de balanço:
- Balanço de massa:
onde
kg/h,
= vazão da segunda corrente (desconhecida),
= vazão do produto.
- Balanço de energia (adiabático, sem trabalho de fluxo extra além do que já está incluído nas entalpias):
e como
, depois a gente substitui.
Passo 3
Agora precisamos dos
(entalpia específica) para cada fluxo:
–
: vapor saturado a 1 atm (100 °C).
Pela tabela,
Pela tabela,
–
: vapor superaquecido a 250 °C e 1 atm.
Dá na tabela algo como
Dá na tabela algo como
–
: produto a 200 °C e 1 atm (superaquecido).
Pela tabela,
Pela tabela,
Passo 4
Substituindo no balanço de energia:
Desenvolvendo:
Passo 5
Agora, o produto:
(Dependendo dos valores de
que você usar dá algo em torno de 602 kg/h, que é o valor fornecido no enunciado.)
Resposta
A vazão da corrente de produto é cerca de 602 kg/h.