Prova Termodinâmica

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO UFMA CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA CCET DEPARTAMENTO DE ENGENHERIA QUÍMICA DEEQ DISCIPLINA TERMODINÂMICA APLICADA I PROVA II TERMODINÂMICA APLICADA NOMES DATA OBS Em todas as questões informe as tabelas ou gráficos utilizados Envie a resposta e gráficos utilizados no anexo com as devidas anotações se utilizados QUESTÃO 1 Considere aquecer 2 moles de vapor de água de 200 ºC e 1 MPa para 500 ºC e 1 Mpa em um aquecedor típico Pedese calcule a quantidade de calor necessária utilizando as seguintes fontes de dados aCapacidade calorífica b Tabelas de vapor a Faça esboço do processo em diagrama Pv Tv e PT Obs Detalhe o balanço de massa no aquecer e os processos envolvidos 2 A entrada do motor de um avião a jato consiste em um difusor que deve reduzir a velocidade do ar a zero para que ele possa entrar no compressor Considere um jato voando a uma velocidade de cruzeiro de 350 ms a uma altitude de 10000 m onde a temperatura é de 10 ºC Qual é a temperatura do ar ao sair do difusor e entrar no compressor 3 Vapor de água superaquecido a uma pressão de 200 bar temperatura de 500 ºC e vazão de 10 kgs deve ser levado a um estado de vapor saturado a 100 bar em um aquecedor de água de alimentação aberto Esse processo é realizado misturando esse fluxo com um fluxo de água líquida a 20 ºC e 100 bar Qual vazão é necessária para o fluxo de líquido subresfriado Veja esquema abaixo 2 4 Um ciclo de Rankine é mostrado abaixo Este ciclo é usado para gerar energia com água como fluido de trabalho Ele consiste em quatro processos unitários em um ciclo termodinâmico uma turbina um condensador um compressor e uma caldeira O estado de cada fluxo está identificado na figura oue definido na tabela abaixo A vazão mássica de água é de 100 kgs Os efeitos de energia cinética e potencial são desprezíveis Responda às seguintes perguntas considerando processos reversíveis a Pontue os quatro processos em um diagrama Pv da água Justifique cada ponto b Determine as taxas de transferência de calor na caldeira QH e no condensador QC c Determine a potência líquida gerada no ciclo d Qual é a eficiência térmica η do ciclo 3 ESTADO 3 P075 bar VARB SAT x1 Pb3 4C Ta3 2015C438 kjkg 4 ESTADO 4 t80C p100 bar la ser kw Hv4 hf 100 bar 1089 kjkg CALCULOS PARA TRANSFERENCIA CALOR Spk mn h2h1 calor adesor Qd 80 201571818 1543925 HV Qk 100 1089 698 calor desadsor Qc 0 KW o BALANÇO POTENCIA LIGADA NO CICLO trabalho maquina W1 mh2h3 W0 100 20153 1698 W0 34633 W 91173 TRABALHO BOMBA W mn h4h1 W 100 86416 698 PORCENTAGEM LIGADA Wu W Wb Wu 91173 34633 Wu 125 806 REFERENCIA TERMO CALCULO EFICIENCIA WL x 100 1235 qab x 100 100 Qm 1235 1235 Q3 O PROJ INICIA P 200 T1 500C P1 325 bar Vs 325 kgs P2 Pipo STAERLTG 100 P3 2720 kgs P4 419 kgs P5 419 kgs P6 2419 kgs 1 PROP AGUA LIQ T1 20C P 100 bar BALANÇO DE ENERGIA mn x hl max hl2 mn ml2 x hl RESFRIANDO MN M2 mX h2 h3 hg hx Mx 10 33726 2290 2970 141 m3 395 kgs Q3 OBSERVAL ASCEMPARAO PARA CADA ESIRA 15 000 t 1500 p 10 bar e esu P10 DE 100 COL 1089 12s kg 2 esmpo liquido 1385 PVEICANTE e 10 Ps 025 bar 381 PS 025 bar 2015 075 1 Pe xf M4 Ml Qd 3845 t 091 08 13 3915 18418