Lista - Aula 13 Mistura Reagentes e Combustão - Termodinâmica 2 2021-2

CAP. 13 - Reações e combustão Lista sugerida de exercícios Na questão acima a pergunta é a temperatura DO AR de combustão e^{qui} = (PCI)_d \left(1,0438 + 0,0013 \frac{h}{c} + 0,1083 \frac{o}{c} + 0,0549 \frac{n}{c}\right) + 6740s\ \text{onde h/c, o/c e n/c indicam, respectivamente, a razão de massa entre o hidrogênio e o carbono, entre o oxigênio e o carbono e entre o nitrogênio e o carbono, e s é a fração em massa de enxofre em kg por kg de combustível}.^4 \ \text{O ambiente é aproximadamente o mesmo do Problema 13.90, mas ampliado apropriadamente para considerar a presença de enxofre no carvão.} (a) \ \text{Utilizando a expressão anterior, calcule a exergia química do carvão, em kJ/kg.} (b) \ \text{Compare a resposta do item (a) com os valores que resultariam da aproximação da exergia química através da utilização de cada um dos poderes caloríficos medidos.} 13.107 \ \text{Estime uma eficiência exergética da usina termoelétrica a turbina a gás do Problema 13.51. Baseie os valores de exergia no ambiente do Problema 13.89.} 13.108 \ \text{A Fig. P13.108 mostra uma usina termoelétrica simples a vapor. O combustível é metano, que entra a 77°F (25°C) e 1 atm e queima completamente com 200% de ar teórico entrando a 77°F (25°C) e 1 atm. O vapor sai do gerador de vapor a 900°F (482°C) e 500 lbf/in^2 (3.447 kPa). O vapor se expande através da turbina e sai a 1 lbf/in^2 (6,895 kPa) e um título de 97%. Na saída do condensador, a pressão é de 1 lbf/in^2 (6,895 kPa) e a água é um líquido saturado. A usina opera em regime permanente sem perdas de transferência de calor de qualquer componente da usina. O trabalho de bombeamento e todos os efeitos das energias cinética e potencial são desprezíveis. Determine (a) \ \text{a equação de reação balanceada.} (b) \ \text{a vazão mássica do vapor, em lb por lbmol de combustível.} (c) \ \text{a vazão mássica da água de resfriamento, em lb por lbmol de combustível.} (d) \ \text{para cada um dos subitens a seguir, expresse como percentual da exergia de entrada no gerador de vapor em relação ao combustível: (i) a exergia saindo com os gases da chaminé, (ii) a exergia destruída no gerador de vapor, (iii) a potência desenvolvida pela turbina, (iv) a exergia destruída na turbina, (v) a exergia que sai com a água de resfriamento, (vi) a exergia destruída no condensador.}