Enunciado

Para as condições do Problema 3.127, se a central não puder aquecer a água do rio vizinho além de 12 ° C, qual deverá ser a vazão mínima Q, em m³/s, através do trocador de calor da central? Como o valor de Q irá afetar as condições a jusante (Qs, Ts)?

Passo 1

Bora lá que essa é fácil!!

Agora, nosso volume de controle será somente a central de energia de modo que o fluxo de calor tenha uma entrada e saída e nossa hipótese de regime permanente permanecerá. Assim, da equação de energia sem presença de trabalho, temos:

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

Como vazão de entrada deve ser igual a vazão de saída pela hipótese de regime permanente, temos:

Q ˙ v c = m ˙ c p ∆ T

Dessa equação sabemos que c p = 4280 J k g ° C ;   m ˙ = Q P l a n t a * ρ ;   ∆ T = 12 ° C ;   Q ˙ v c = 55000000   W , daí:

Q P l a n t a = Q ˙ v c ρ c p ∆ T = 55000000 W 998 k g m 3 * 12 ° C * 4280 J / k g = 1,07 m 3 s .

Resposta

A vazão mínima deverá ser 1,07m³/s. Há uma diferença grande fluxo, mas se o rio mistura bem, as condições a jusante continuaram as mesmas.

Exercícios de Livros Relacionados

Um velho truque de mágica é feito com um carretel vazio e uma carta de baralho. A carta é apoiada contra o fundo do carretel. Contrariamente à intuição, quando alguém sopra para ba...
Os tanques A e D são de grande dimensões e o tanque C é de pequenas dimensões, mas o nível (4) permanece constante. A bomba B, que tem η B = 80 % , recebe 11 kW do motor elétrico e...
Ar a 4,18   k g / m 3 entra em um bocal que tem relação entre área de entrada e saída de 2 : 1 com uma velocidade de 120   m / s e sai com uma velocidade de 380   m / s . Determine...
Água subterrânea está sendo bombeada para uma piscina cuja seção transversal tem 3   m   × 4   m enquanto a água é descarregada através de um orifício com 5   c m de diâmetro à vel...
Uma bomba de 7hp (eixo) é usada para elevar a água até 15   m de altura. Se a eficiência mecânica da bomba for de 82 % , determine a vazão de volume máxima da água.
A água escoa a uma vazão de 20   L / s   através de um tubo horizontal cujo diâmetro de uma válvula do tubo é medida como 2   k P a . Determine a perda de carga irreversível da vál...
A água entra em uma turbina hidráulica por meio de um tubo com 30   c m de diâmetro a uma vazão de 0,6   m 3 / s   e sai através de um tubo com 25   c m de diâmetro. A queda de pre...
Uma bomba de óleo consome 35   k W de energia elétrica enquanto bombeia óleo com ρ = 860   k g / m 3 a uma vazão de 0,1   m 3 / s . Os diâmetros de entrada e saída do tubo são 8   ...
Um tanque grande inicialmente está preenchido com água até 2   m acima do centro de um orifício com diâmetro de 10   c m e ponta afiada. A superfície da água do tanque é aberta par...
Em geral, a demanda de energia elétrica e muito mais alta durante o dia do que a noite, e as empresas de serviços públicos quase sempre vendem a energia noturna a preços muito mais...
O perfil de velocidade de escoamento turbulento em um tubo circular é aproximado por u r = u m á x 1 - r R 1 / n á , onde n = 7 . Determine o fator de correção da energia cinética ...
A água escoa a uma vazão de 0,035   m 3 / s em um tubo horizontal cujo diâmetro é reduzido de 15   c m para 8   c m por um redutor. Se a pressão no eixo central for medida como 470...