Lista de Exercícios-2023 1

LISTA #4 1) Uma unidade geradora de vapor queima carvão pulverizado e tem instalado um superaquecedor de tubos alinhados, com a seguinte configuração:  Nf = 96 (número de fileiras);  Nc = 78 (número de tubos por fileira)  De = 32 mm (diâmetro externo)  st = 150 mm  sp = 65 mm Assumindo fluxo de gases de combustão de 166,4 kg/s e temperatura média de 620°C, calcule a perda de carga no trocador de calor do lado dos gases. Considere massa específica dos gases de combustão 1,31 kg/m³n (CNTP) e viscosidade 32*10-6 Pa.s (620°C). O superaquecedor está instalado em um canal retangular da caldeira, com dimensões de 6 m x 12 m. 2) Um estudo de dispersão de gases de chaminé, para caldeira que exala 90.000 kg/h de produtos de combustão a 230°C, determinou uma altura de chaminé de 65 metros e velocidade de saída de 18 m/s. Nesta condição, determine o efeito líquido da presença da chaminé na perda de carga do circuito de gases da caldeira. Suponha chaminé de aço e propriedades do ar. 3) Considere a queima de carvão pulverizado numa unidade geradora de vapor de uma central termelétrica. A razão AC é de 7,35 kg/kg cb, a massa de gases de combustão é de 8,10 kg/kg cb, a massa de vapor d’água nos produtos é de 0,457 kg/kg cb e a massa de cinzas leves é 0,37 kg/kg cb. Cinzas de fundo se precipitam no selo d’água com temperatura de 1200°C e vazão de 1,5 kg/s. Sabendo que o teor de umidade do ar de combustão é de 0,013 kg/kg de ar seco e que há uma proporção de 0,004 kg Cnq/kg cb, determine a temperatura real de saída dos gases da fornalha. Dados adicionais: área de troca de calor de 1700 m², consumo de combustível de 20 kg/s e temperatura do vapor de 334°C. Assuma PCIcarvao = 17473 kJ/kg; PCC = 32800 kJ/kg; Tcb = 25°C e Tar = 300°C; cpar = 1 kJ/kg.K; cpgs = 1,22 kJ/kg.K; cpvp = 2,45 kJ/kg.K; cpcz = 1,09 kJ/kg.K. 4) Um gerador de vapor de uma usina termelétrica queima carvão pulverizado e produz vapor superaquecido a 10MPa e 500°C. A água de alimentação está a 180°C e a temperatura de entrada do ar (depois de passar pelo pré-aquecedor) é 250°C. A temperatura dos gases de combustão depois de passar pelo superaquecedor é de 900°C. Determine a produção de vapor (kg/s) e a temperatura dos gases de combustão na saída da câmara de combustão (antes de passar pelo superaquecedor), sabendo que:  PCI = 17500 kJ/kg;  Tcb = Tamb = Tref = 25°C;  mar = 7,5 kg ar seco/kg cb; cpar = 1 kJ/kg.K  war = 0 (umidade do ar = 0);  mg = 8,2 kg g/kg cb; cpg = 1 kJ/kg.K  mcz = 0,3 kg cz/kg cb; cpcz = 0,84 kJ/kg.K  mcb = 25 kg/s. 5) Um superaquecedor tem tubos de diâmetro externo de 50 mm, com arranjo alinhado e passos longitudinal e transversal de 75 mm. Ele está localizado logo após a saída da fornalha, onde gases a 1050°C escoam com velocidade de 12 m/s. Determine a área de troca do superaquecedor para produção de 50 t/h de vapor superaquecido a 350 °C e 40 bar man. Considere o coeficiente interno de transferência de calor no tubo igual a 1500 W/m².K e o fluxo total de gases de 70.000 kg/h. 1) Dimensionar e especificar uma linha de vapor com pressão média de 25 bar man. e vapor a 280°C. A vazão oscila em torno de 10 t/h. 2) Dimensionar e especificar uma linha de vapor saturado considerando-se a pressão inicial de 7 bar man. e pressão na derivação para a linha secundária não inferior a 6,7 bar man. A demanda de vapor é de 300 kg/h. O comprimento equivalente da linha (incluindo perda localizada) é de 80 m.