Lista de Exercícios Balanço de Energia

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA - EEL
LISTA DE BALANÇO DE MASSA E ENERGIA (BME)
Balanço de Energia
Profa. Elisângela Moraes
1. Ao passar por uma turbina adiabática (Figura 1), vapor inicialmente a 500°C e 3,5 MPa se expande até 200°C e 0,3 MPa, para gerar 750 kW. Qual deve ser a vazão de vapor para se atender a essa demanda?
Dados: para o vapor, nas condições iniciais, H1 = 3450,9 kJ/kg; nas condições finais,
H2 = 2865,6 kJ/kg; 1 kW = 1 kJ/s-1.

Turbina adiabática movida a vapor
2. Água inicialmente a 40°C é bombeada a partir de um tanque de armazenagem a uma vazão de 100 kg/min e deve atingir um segundo tanque, localizado 25 m acima do primeiro, a 25°C (Figura 2). Qual deve ser a potência da bomba utilizada nesse transporte de água, se no caminho entre o primeiro e o segundo tanques ocorre uma perda de calor à taxa de 200 kJ/s?
Dados: entalpia da água líquida: 104,89 kJ/kg a 25°C, entalpia da água líquida: 167,50 kJ/kg a 40°C

Transporte de líquido em dois tanques de armazenagem

3. Bocais são tubos com uma redução de diâmetro na extremidade de saída que proporcionam um aumento de velocidade do fluido (Figura 3). Dessa forma, a energia interna do fluido que passa por um bocal é parcialmente convertida em energia cinética, acarretando um aumento de velocidade do fluido e a diminuição de sua pressão. Por possibilitar esse aumento de velocidade, esses dispositivos estão presentes em máquinas de decapagem (retirada de tinta de equipamentos), de limpeza a jato de água, em turbinas e nos sistemas de agitação de suspensões líquidas em tanques. Quando o bocal é instalado no interior de um tubo conectado a um “tê”
(no caso dos ejetores), a diminuição da pressão é suficiente para permitir o transporte de materiais particulados e até mesmo o resfriamento de outras substâncias, como nos sistemas antigos de refrigeração que utilizavam vapor para resfriar água em navios. Calcule a velocidade de uma corrente de vapor na