Enunciado

Uma central de energia às margens de um rio, como na Figura P3.127, deve eliminar 55 MW de calor perdido para o rio. As condições do rio a montante são Q e = 2,5 m³/s e Te = 18 ° C. O rio tem 45 m de largura e 2,7 m de profundidade. Se as perdas de calor para a atmosfera e para o solo são desprezíveis, calcule as condições do rio a jusante ( Q S , T S ).

Passo 1

Bora aprender mais uma!!

Considerando todo o esboço da imagem como nosso volume de controle vamos as hipóteses antes de tudo:

  1. Escoamento em estado estacionário, ou seja, a vazão de entrada é igual a vazão de saída.

Temos que a taxa de transferência de calor dada por:

Q ˙ = m ˙ S ( c p T S ) - m ˙ e ( c p T e )

Sendo a capacidade calorifica a pressão constante da água igual a 4280 J / k g ° C .

Como a taxa de calor eliminado deve ser 55MW, a temperatura de saída será:

55000000 W = 998 k g m 3 * 2,5 m 3 s * 4280 T S - 4280 J k g ° C * 18 ° C

Daí, encontramos o valor de T S = 23,15 ° C

Passo 2

Resposta

As condições do rio a jusante serão: T S = 23,15 ° C   e   Q S = 2,5 m 3 / s .

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