EXERC CIOS BALAN O T RMICO

EXERCÍCIOS BALANÇO TÉRMICO
DISCIPLINA EMA-003 - SISTEMAS TÉRMICOS I

PROFESSOR: Paulo César da Costa Pinheiro, Dr.

1. BALANÇO TERMICO DE CALDEIRAS
Deduzir todas as equações estequiometricas e resolver os balanços térmicos abaixo:
1) Uma Caldeira é aquecida mediante a combustão de uma mistura de hidrocarbonetos de poder calorífico superior 41000 kJ/kg. A temperatura do combustível e ar que entram na câmara de combustão é 25 oC. A combustão é bastante ineficiente e a análise dos gases da combustão indicam a existência ded 11% de CO e 1,60% de CO2 (base molar), além de N2 e O2. A análise elementar do combustível mostra um teor mássico de 80% C e 20% H. Se a temperatura dos gases de exaustão for 250 oC, qual o calor liberado na caldeira (kJ/kg comb)?
2) O ensaio de uma caldeira produziu os seguintes resultados:
Pressão manométrica atmosférica = 76,2 cm Hg
Pressão manométrica do vapor = 8,436 kg/cm2
Temperatura da água de alimentação = 48 oC
Temperatura da casa da caldeira = 26 oC
Consumo de combustível = 57,53 kg/h
Composição do combustível = C=80%, H = 5%; O = 3%; S= 2%; W=2%; A=8%
PCI do combustível = 8000 kcal/kg comb seco
Coeficiente de excesso de ar = 45%
Temperatura média de saída dos produtos da combustão = 320 oC
Calor específico médio dos produtos da combustão = 0,24 kcal/kg.oC
Perda térmica por radiação = 3%
O vapor produzido (453 kg/h, título 0,90) é consumido em uma máquina térmica de Potência efetiva 50,65 CV e condensado à temperatura de 48oC. Calcular o balanço térmico da caldeira. Calcular o rendimento geral da instalação de vapor.
3) Calcular com a maior aproximação possível o rendimento térmico de uma caldeira com os dados seguintes:
Poder calorífico do carvão seco = 7950 kcal/kg
Composição do carvão: C=85%; W = 15%
Teor de CO2 nos produtos da combustão = 9%
Teor de CO nos produtos da combustão = 0,5%
Temperatura do ar de combustão = 15 oC
Temperatura dos produtos da combustão = 325 oC
Calor específico médio dos produtos da combustão = 0,25