Prova Termodinâmica - Trocador de Calor, Combustão e Psicrometria

QUESTÃO 1 40 pontos Um trocador de calor que opera a pressão constante e em regime permanente é alimentado com ar a 100 kPa 30 C e com pressão parcial de vapor igual 17 kPa Numa operação ele aquece este ar até 45C e noutro operação ele o resfria até 10C Determine para cada caso a transferência de calor por quilograma de ar seco OBS Resolver a questão utilizando a carta psicométrica fornecida junto com a prova indicando os pontos e as propriedades a eles associadas Considerar a Entalpia da água saturada dada pela Eq h1 4808 T 62809 onde T deve estar em C QUESTÃO 3 20 pontos A combustão estequiométrica do propano líquido com o ar atmosférico é dada por C3H8 5 O2 188 N2 3 CO2 4 H2O 188 N2 Determine a relação ArCombustível em base mássica QUESTÃO 2 40 pontos O gás combustível em condições ambiente produzido num fermentador de biomassa apresenta a seguinte composição em base molar 50 de CH4 50 de CO2 Supondo que esse gás irá queimar estequiometricamente com ar atmosférico 21 de O2 e 79 de N2 formando CO2 e H2O vapor e N2 determine o poder calorífico inferior em kJkg deste gás combustível Entalpia de Formação em kJkmol hfCH4 74873 hfCO2 393522 hfN2 0 hfO2 0 hfN2 0 hfH2O 241826 Massas Moleculares em kgkmol Mc12 MH1 Mo16 MN14 Boa Prova e que Deus o Aba 01 Um trocador de calor que opera a pressão constante e em regime permanente é alimentado com ar a 100 kpa 30C e com pressão parcial de vapor igual à 17 KPa Numa operação ele aquece este ar até 45C e em outra operação ele resfria ate 10C Determine para cada caso a transferência de calor por quilograma di ar seco he 4808 T 62809 Caso A TI30C p1100KPa Pv17KPa WI0622 Pv Pa 0622 17 383 00108 WI onde Pa ppv 100117 983Kpa Carta h1 58KJKg To 20C TB 45C ma mao ma W1ma W2 mo2 W1 W2 W2 00108 Carta h2 73 kJKg 1 Lei Ẇ m a h a2 m v2 h v2 ma1 ha1 mv2 hv2 ma ha2 w2hv2 ma ha1 w2 hv2 Ẇ ma h2 h1 Ẇ h2 h1 7358 Ẇ 15KJKg do ar seco Caso B Ti30C hi58kJkg T210C como T2 Torcalibo existe formação de liquido f 100 Carta h230KJKg W2 00077 2 Lei Ẇ ma h a2 mn h v2 m n2 h n2 ma1 ha1 mv1hv1 Ẇ ma ha2 w2 hv2 m a w1w2 hv2 ma ha1 wi hv1 Ẇ ma h2 w1w2 h2 hi onde h2 4808T 62809 480210 62809 14729 q 30 00108007714729 58 q 28 kJKg do ar seco 02 A combustão estequiométrica do propano liquido com ar atmosférico é C3H8 5O2 188 N2 3CO2 4H2O 188N2 A cmassico Acmassico Mar Mcomb Amolar Mar Mcomb A cmolar Mar Mcomb 5 188 1 238 kmol de ar Kmol comb 238 531999 188280135138 Acmassico Amolar 1 44097 Acmassico 1557 kg de ar Kg comb 03 O gás combustible em condições ambiente produzida num fermentador de biomassa apresenta a seguinte composição em base molar 50 CH4 50 CO2 supondo que este gás ira queimar estequiometricamente com ar atmosférico 21 de O2 e 79 N2 formando CO2 e H2O vapor e N2 determine o poder calorífico inferior kJkg deste gás combustível hfCH4 74873 hfCO2 393522 hfN2 0 hfO2 0 hfN2 0 hf H2O 241826 MC12 MH1 Mo16 Mv14 05CH4 05CO2 02 376 N2 CO2 H2O 376 N2 Entalpia de Combustão Hp Hp Hrc Hrc 05 hfCH4 05 hfCO2 hfo2 316 hfN2 05 74873 05 393522 0 0 Hrc 2341975 kjkmol Hp hfco2 hfno 376 hfN2 393522 241826 0 635398 kJKmol HRP 635398 2341975 4011505 kJkmol PCI 4011505 kjkmol convertendo para base mássica Mcomb 05 Mch4 05 Co2 05 12 41 05 12 216 30 kgmol PCI 4011505 PCI 133716833 KJKg Mcomb 30