Uma usina a vapor que queima carvão produz uma potência líquida de 300 MW com uma eficiência térmica global de 32%. A relação ar-combustível gravimétrica real na fornalha é calculada como sendo de 12 kg ar/kg combustível. O poder calorífico do carvão é de 28.000 kJ/kg. Determine (a) a quantidade de carvão consumida em um período de 24 horas e (b) o fluxo de massa de ar através do forno.

Passo 1

Faaaala, galera! Tudo certo?

Vamos calcular a troca de calor fornecido para a máquina.

Q H ˙ = W l í q ˙ η t = 300   M W 0,32 = 937,5   M W = 937,5 ∙ 10 3 k J s

Calculando a taxa de carvão consumido, temos:

m c a r v ã o ˙ = Q H ˙ q H = 937,5 ∙ 10 3   k J / s 28000   k J / k g  

m c a r v ã o ˙ = 33,48 k g s

Em um dia, temos:

m c a r v ã o = m c a r v ã o ˙ ∆ t = 33,48 k g s 24   h ∙ 3600 s h = 2,893 ∙ 10 6   k g

m c a r v ã o = 2,893 ∙ 10 6   k g

Passo 2

Calculando agora o fluxo mássico de ar, temos:

m a r ˙ = R a r ∙ m c a r v ã o ˙

m a r ˙ = 12 ∙ 33,48 = 401,76   k g / s

Prontinho! Questão finalizada!

Resposta

m c a r v ã o = 2,893 ∙ 10 6   k g

m a r ˙ = 401,76   k g / s