Enunciado

Água fria entre em um gerador de vapor a 40°C e sai como vapor saturado na pressão da caldeira. Em que pressão a quantidade de calor necessária para preaquecimento da água até a temperatura de saturação é igual ao calor necessário para vaporizar o líquido na pressão da caldeira?

Passo 1

Nessa questão você precisa entender uma coisa: ela diz que a água é aquecida até que sai na forma de vapor saturado, isso quer dizer pra gente que TODO O CALOR SENSÍVEL passou de tal forma que temos ele sendo transformado agora na forma de calor latente, sacou?

q s e n s í v e l = q l a t e n t e

m C P m é d i o ( T s a t - 40 ) = m   h f g @ T s a t

C P m é d i o ( T s a t - 40 ) =   h f g @ T s a t

Aqui vai ter que rolar um método iterativo da seguinte forma: A gente teria que chutar um valor de Tsat (input) catar as propriedades Cp, médio e hfg nessa temperatura de chute, substituir os valores na equação acima e encontrar o valor de Tsat (output). O cálculo iterativo terminaria quando o valor de output for igual ou muito próximo ao valor de input.

Te darei uma colher de chá e eu fiz esse cálculo pra você (QUE FOI BEM CHATO kkkkk) e a Tsat deu o valor de 320°C.

Passo 2

Bem, você concorda comigo que se eu substituir o valor de Cp,médio e Tsat e encontrar um valor muito próximo de hfg@Tsat eu satisfaço a igualdade, certo?

Bem, a gente vai pegar o valor de Cp,médio e Tsat numa tabela, onde a gente tem que a Tmédia = (20 +320)/2 = 170°C, logo...

C p m é d i o = 441   k J / k g ° C

h f g @ 320 ° C = 1235   k J / k g

Vamos testar então, se liga!!!

C P m é d i o T s a t - 40 = 441   x   320 - 40 = 1237   k J / k g

Opaaaa!!!!! Os valores deram bem próximos, então meu Tsat está correto, e, a partir disso eu posso ir numa tabela de propriedade da água e verificar qual é a pressão que equivale a essa Tsat. Encontraremos o valor de Psat@Tsat=320°C = 11,3 MPa

Resposta

P s a t @ T s a t = 320 ° C = 11,3   M P a

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