Desarrollar los siguientes problemas de balance de energía
1.A una caldera entran 12.000 lb/h de agua en estado líquido a una temperatura de 30° C. Se obtiene vapor saturado a una presión absoluta de 361,3 kPa. Si se estiman unas pérdidas de energía del 2%, calcular la cantidad de calor que se debe suministrar al agua y expresar la respuesta en:
a. cal/h
b. J/día
Respuestas
la cantidad de calor que se debe suministrar al agua en :
a) cal/h = 3453552717cal/h
b) J/día = 3.4706.10¹¹J/dia
12000lb/h = 5443.108Kg/h agua liquida
T = 30ºC + 273ºK = 303ªk
361.3Kpa Vapor saturado
Pe = 2%
Cph₂₀ = 4180 J/ KgK
Del estado liquido al vapor saturado el agua experimenta primariamente una perdida de calor sensibl, después una pérdida de calor latente.
La temperatura del vapor saturado a una presión de 361.3Kpa es 413.3K y el calor latente de vaporización 2144.3KJ/Kg
Calor Sensible
Qs = m*Cp*ΔT
Qs = 5443.108Kg/h*4180J/KgK*(413.13 - 303)ºk
Qs = 2505698843J/h
Qs = 2505698.843KJ/h
Calor latente
QL = m*λ
QL = 2144.3KJ/Kg*5443.108Kg/h
QL = 11671656,48KJ/h
Calor Implicado
Q = Qs + QI
Q = 2505698.843KJ/h + 11671656,48KJ/h
Q = 14177355.32KJ/h
Perdida de Calor
Qp = 0.02*Q
Qp = 0.02*14177355.32KJ/h
Qp = 283547.1065KJ/h
Calor Total
QT = Q + Qp
QT = 14177355.32KJ/h + 283547.1065KJ/h
QT = 14460902.43KJ/h
a) 1KJ = 238.82Cal
14460902.43KJ/h* 238.82Cal / 1KJ = 3453552717cal/h
b) 4dia = 24h
14460902.43KJ/h*24h/1dia = 3.4706.10¹¹J/dia