atividade balanço de energia 2022

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
Princ. de Proc. Quím. e Bioquím. 
Atividade Sistemas Multifásicos 
Prof.: Pedro Felipe 
 
01. Uma corrente de vapor superaquecido (a pressão 𝑷 e temperatura 𝑻, com T > Temperatura de saturação) 
alimenta uma turbina a uma vazão mássica �̇�, através de uma tubulação com diâmetro 𝑫 (use a tabela B.7 
do livro texto). Ao passar pela turbina, o vapor exerce um trabalho sobre de eixo (𝑾𝒔̇ ), e este trabalho é 
transformado posteriormente em energia elétrica. Durante a execução do trabalho, uma parte da energia é 
dissipada na forma de calor para o meio (�̇�) e, devido ao calor e ao trabalho de eixo, ocorre uma condensação 
parcial do vapor. Deste modo, a corrente de saída consiste em uma porção de vapor em equilíbrio com uma 
porção de água líquida, a uma nova temperatura 𝑻𝑺 (menor que a temperatura de entrada) e uma nova 
pressão 𝑷𝑺. Suponha que o processo opera no regime estacionário, desconsidere variações de energia 
potencial e bem como a energia cinética da corrente de saída. Atribua valores para 𝑷, 𝑻, �̇�, 𝑫, 𝑾𝒔̇ , �̇� e 𝑻𝑺, 
em seguida determine a pressão de saída, 𝑷𝑺, e as vazões mássicas de líquido e de vapor (�̇�𝑳 e �̇�𝑽) (Dica: 
considere que a corrente de saída pode ser aproximada como duas correntes, uma de vapor e uma de líquido, 
ambos saturados nas mesmas pressão e temperatura). 
 
02. Você foi convidado para dimensionar um sistema para transportar �̇� quilogramas de água por segundo 
em uma fábrica desde um ponto 1, em uma tubulação com diâmetro D1 m e a uma altura Z1 m, em relação 
a uma superfície de referência, até um outro ponto de tubulação, ponto 2, com diâmetro D2 m (D2 diferente 
de D1) e altura Z2 m (Z2 > Z1), em relação à mesma superfície de referência. A pressão no ponto 1 (P1) e 
menor que a pressão no ponto 2 (P2). Atribua valores para D1, D2, Z1, Z2, P1, P2 e �̇� e determine a potência 
requerida (𝑾𝒔̇ ) para uma bomba instalada entre os pontos 1 e 2. Desconsidere efeitos de perda por atrito, 
calor e variação temperatura.