Aplicação de balanço de energia

Aplicação de balanço de energia
Exemplo 1: Dez libras de gás carbônico à temperatura ambiente (80ºF) são armazenadas num extintor de incêndio que tem um volume de 4,0 ft³. Quanto calor dever ser removido pelo extintor de modo que 40% do gás torne-se líquido?
Solução
Este problema envolve um sistema fechado sem reação química.
Etapa 1,2,3 e 4.
O volume específico do gás é 4,0/10= 0,40 ft³/lb, dessa forma o CO2 é um gás no ínicio do processo. A pressão é 300 psia e ΔH= 160 Btu/lb.
Etapa 5
Base de cálculo: 10 lb CO2
Etapa 6 e 7 No balanço de energia
ΔE= Q+W
W é zero devido ao volume do sistema ser fixo, dessa forma, Δk=ΔP=0
Q=ΔU=ΔH-Δ(pV)
Não temos ΔU, somento valores de ΔH no diagrama de CO2. Podemos encontrar ΔHfinal a partir do diagrama de CO2, seguindo a linha de volume constante de 0,40 ft³/lb até o ponto onde a qualidade é 0,6. Deste modo, o estado final é fixado e todas as propriedades finais podem ser identificadas, ou seja :
ΔHfinal= 81 Btu/lb pfinal= 140 psia

Etapa 7,8 e 9
Q= (81-160) – [(140)(144)(0,4)/778,2– (300)(144)(0,4)/778,2]
Q= -67,2 Btu (o calor é removido)

Exemplo de aplicação de balanço de energia em indústrias:
Um exemplo típico de balanço de energia aplicado a um equipamento da empresa é balanço para a melhoria do desempenho de caldeiras. (é um equipamento que tem a função de produzir vapor por meio do aquecimento da água).

REFERÊNCIAS