3 Avaliação ENG319 - Sistemas Térmicos - SLS 2020-1

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3ª Avaliação de ENG319 – Sistemas Térmicos I - 18/12/2020 
 
 
Nome: ___________________________________ Assinatura: _______________________ 
 
 
Instruções para a realização da prova 
 
1. A correção das questões a lápis não poderá ser questionada após a entrega; 
2. Não é permitido o empréstimo de qualquer material durante a realização da prova, 
3. Não é permitida a utilização de celulares, tablets, notebooks ou quais quer aparelhos 
de comunicação; 
4. Na falta de quaisquer dados que julgue necessários faça as considerações apropriadas; 
5. A questão só será considerada correta, se estiver resolvida passo a passo e a resposta 
acompanhada das respectivas unidades. 
6. Se houver questões que necessitem ser resolvidas por iterações faça apenas a primeira 
e deixe indicado como serão feitas as demais. 
 
1 – Calcule a perda de carga no superaquecedor, com tubos em linha, dados: (2,5) 
 
Tg 680ºC 
Nf 103 
Nc 81 
de 32 mm 
St 150 mm 
Sp 60 mm 
Re 2600 
Altura 5,8 m 
Largura 11 m 
mg 170 kg/s 
gás 1,3 kg/m
3 
P/m 1 
 
 
2 –Considerando um teor de sólidos dissolvidos admitido de 3500 ppm, supondo uma 
capacidade de 35 t/dia de vapor, calcule a vazão purgada sabendo que a água de alimentação 
possui uma concentração de sólidos dissolvidos de 150 ppm. (1,0) 
 
3 – Dimensionar uma chaminé cilíndrica para uma caldeira projetada para queimar 220 kg/h 
de óleo em plena carga. A chaminé deverá prover 45 Pa de sucção. Os gases de combustão 
deixam a caldeira com 10% de excesso de CO2 e a uma temperatura média de 280C. Utilize 
como velocidade de tiragem 6m/s (2,5) 
 
mcb 220 kg/h ar 1,16 kg/m
3 
C 75% gases 0,69 kg/m
3 
H 12% Pc 45 kPa 
S 5% 
N 3% 
O 5% 
 
 
4 – Vapor entra em uma turbina (180MWe) a 80 bar e 480C. A temperatura na saída do 
condensador é 40ºC bar e a eficiência isentrópica da turbina é de 87%. Considerando um 
condensador de único passe, e velocidade da água de resfriamento dentro dos tubos de 1,8 
m/s, com uma variação de temperatura de 25°C para 33°C. Calcule a área total do 
condensador. (2,0) 
Dados: 
• Kw (tubo) =111W/m.K ; do=0,0254m ; di =0,02291m 
Nv =70 tubos (número médio de tubos na vertical 
 
 
 
 
Propriedades da água @ 25C
Cp (kJ/kg.K) 4,18
μ (Pa.s) 0,00098
k (W/m.K) 0,602
ρ (kg/m3) 997
Pr =μ.cp/k 6,80
Prop. da água saturada @ 0,1 bar
i_lv (kJ/kg) 2392,1
μl (Pa.s) 0,000588
kl (W/m.K) 0,635
ρl (kg/m3) 990
i_l (kJ/kg) 191,8
5 – Um ciclo Brayton opera segundo esquema abaixo. Sabendo que a pressão de Inter 
resfriamento é 350 kPa. Considere que a turbina opere com reaquecimento e que a pressão 
intermediária seja também 350K. Admitindo eficiência isoentrópica de 85% nos 
compressores e nas turbinas, calcule a eficiência do ciclo. (2,0) 
T1 = 300 K = Td 
P1 = 100 kPa 
rp = 10 
T3 = 1500 K 
K = 1,4