termodinâmica estudo de caso

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Vapor a uma pressão de 0,08 bar e um título de 93,2% entra em um trocador de calor casco e tubo, 
onde se condensa no exterior dos tubos nos quais a água de resfriamento escoa, saindo como líquido 
saturado a 0,08 bar. A vazão mássica do vapor condensado é 3,4.105kg/h. A água de resfriamento 
entra nos tubos a 15ºC e sai a 35ºC com uma variação de pressão desprezível. Desprezando as 
perdas de calor e ignorando os efeitos das energias cinéticas e potencial, determine a vazão 
mássica da água de resfriamento para operação em regime permanente. 
Resp. 9,06.106kg/h. 
 
1) O volume de controle mostrado no esboço está em estado estacionário 
2) Para o volume de controle 0cvW = , 0cvQ  ,e a energia cinética e de 
efeito potencial pode ser ignorada 
3) Para a água de resfriamento ( )fh h t= 
 
 
0 cvQ= cvW−
2 2
1 2
1 1 2
2
v v
m h h
• −
+ − + 1 2( )g z z+ −
2 2
3 4
3 3 4
2
v v
m h h
•  −
+ − + 
  
3 4( )g z z+ −
 
 
  
 
 
 
1 2
3 1
4 3
h h
m m
h h
• −
=
−
 
De acordo com os dados da tabela A-3 
( ) ( )1 1
2
173,88 0,932 2403,1 2413,6f g f
f
kj
h h x h h
kg
h h
= + − = +  =
→ =
 
Pela tabela A-2 
0
3
0
4
(15 ) 62,99 ;
(35 ) 146,68f
kj
h hf C
kg
kj
h h C
kg
 =
 =
 
Inserindo os valores na equação 
 
 
1 2
3 1
4 3
h h
m m
h h
• −
=
−
 
5
3
2413,6 173,88
3,4 10
143,68 62,99
kg
m
h
− 
=   − 
 
69,06 10
kg
h
=  
 
 
Adaptado de Moran et al., 2013) Vapor de água à pressão de 0,08 bar e 
um título de 93,2% entra em um trocador de calor do tipo casco e tubo, 
com uma vazão mássica de 94,44 kg/s, e sai como líquido saturado à 
mesma pressão. A água de resfriamento entra nos tubos à 15 ºC e sai à 
35 ºC, com uma variação de pressão desprezível. Assim sendo, 
determine a vazão mássica de água de resfriamento, em kg/s, 
assumindo operação em regime permanente e desprezando as perdas 
de calor, bem como as parcelas das energias cinética e potencial.