Uma turbina descarrega
de vapor saturado a
. Deseja-se gerar vapor a
e
misturando a descarga da turbina com uma segunda corrente de vapor superaquecido a
e
. (a) Se são gerados
da corrente de produto, quanto calor deve ser adicionado ao misturador? (b) Se o processo de mistura é conduzido de forma adiabática, qual é a taxa de geração do vapor produto?
Passo 1
O enunciado envolve misturar duas correntes de vapor à pressão constante de 1,0 MPa para obter uma corrente produto também a 1,0 MPa e
C. A primeira corrente é vapor saturado (300 kg/h) e a segunda é vapor superaquecido a
C (vazão a determinar ou fixa). Queremos aplicar balanço de massa e energia em regime estacionário com adição de calor
(parte a) e sem troca de calor (parte b).
Passo 2
Escrevemos os balanços gerais para o misturador em regime permanente:
Balanço de massa
Balanço de massa
Balanço de energia
onde
(vapor saturado a 1 MPa),
= vazão do vapor a
C e 1 MPa,
= vazão do produto a
C e 1 MPa,
= entalpias específicas das correntes 1, 2 e 3.
Passo 3
(a) Para gerar
de produto, do balanço de massa
Passo 4
O balanço de energia fica
Buscamos em tabelas de vapor a 1,0 MPa:
Passo 5
Substituindo na expressão de
:
Passo 6
(b) Se o processo é adiabático
, o balanço de energia dá
Passo 7
Calculando
Resposta
(a) Deve ser adicionado aproximadamente
(ou
).
(b) Em regime adiabático, a vazão da corrente produto é cerca de .
(b) Em regime adiabático, a vazão da corrente produto é cerca de