Enunciado

14.51 Penteno é queimado com oxigênio puro num processo em regime permanente. Os produtos são resfriados primeiramente até 700 K e depois até 25 ° C . Determine as transferências de calor especificas nesses dois processos.

Passo 1

Show de bolinhas pessoal, se a gente montar a equação da combustão, obtemos que:

C 5 H 10 + v O 2 O 2 → 5   C O 2 + 5   H 2 O

Logo, já tiramos que v O 2 = 7,5 .

Agora, a malandragem é que o trocador de calor resfria os produtos, de forma que a equação da energia é:

5 n ˙ F h C O 2 - + 5 n ˙ F h H 2 O - + Q ˙ = 5 n ˙ F h f   C O 2 - ∘ + 5 - x n ˙ F h liq   H 2 O - ∘ + x n ˙ F h vap   H 2 O - ∘

E se a gente verificar a quantidade de condensação, veremos que:

y H 2 O   M A X = P g 25 ° P t o t = 0,0313

y H 2 O   M A X = x 5 + x = 0,0313

Logo:

x = 0,1614

Ou seja, dos 5   H 2 O , apenas 0,1614 viraram vapor.

Passo 2

Iradoso, então nossa equação para a energia fica assim:

5 n ˙ F h C O 2 - + 5 n ˙ F h H 2 O - + Q ˙ = 5 n ˙ F h f   C O 2 - ∘ + 5 - x n ˙ F h liq   H 2 O - ∘ + x n ˙ F h vap   H 2 O - ∘

Q ˙ n ˙ F = - 5 ∆ h C O 2 ,   700 - + 5 - x h f  liq - ∘ - h f  vap - ∘ - ∆ h 700 - + x h f  liq - ∘ - h f vap - ∘ - ∆ h 700 -

Tal que:

Q ˙ n ˙ F = - 5 17   761 + 4,84 - 44   011 - 14   184 - 0,16 14   184

Q ˙ n ˙ F = - 372   738 kJ kmol de combustível

Resposta

Q ˙ n ˙ F = - 372   738 kJ kmol de combustível

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