Enunciado

Dois escoamentos de água são misturados num dispositivo adiabático. O primeiro escoamento apresenta vazão em massa igual a 1,5   k g / s e a água está a 200   ° C e 400   k P a . A água no segundo escoamento apresenta temperatura e pressão iguais a 100   ° C e 500   k P a . Sabendo que a temperatura e a pressão na seção de descarga do dispositivo são iguais a 150 ° C e 300   k P a , determine a vazão em massa do segundo escoamento.

Passo 1

Neste exercício, temos um sistema com duas entradas e uma saída. Queremos a vazão em massa do segundo escoamento, m ˙ 2 .

Temos a seguinte equação de energia para o nosso exercício:

m ˙ 3 h 3 = m ˙ 1 h 1 + m ˙ 2 h 2

Pela equação da continuidade, sabemos que:

m ˙ 1 + m ˙ 2 = m ˙ 3

Precisamos das entalpias para encontrar a taxa de transferência de calor. Analisando os estados do enunciado, temos que:

h 1 = 2860,51   k J / k g

h 2 = 2760,95   k J / k g

h 3 = 419,32   k J / k g

Agora é só calcular:

m ˙ 2 = m ˙ 1 h 1 - h 3 h 3 - h 2

m ˙ 2 = 1,5 ( 2860,5 - 2760,95 ) 2760,95 - 419,32

m ˙ 2 = 0,0638   k g / s

Resposta

Q ˙ = 148,2   k W

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