2011-Abr

Problema sobre exergiaResolução comentada, Teste 1

1) Uma tina é mantida a 50°C através de um permutador com 5 kW, onde circula um fluido a 500°C; calcule:

a) O rendimento energético desta permuta. Rendim. energético = Energia final ou obtida / Energia inicial ou fornecida

Devido à conservação da energia (1ª Lei da Termodinâmica), será durante 1 hora, p.ex.: energético = 5 kWh / 5 kWh = 1 = 100%

b) O rendimento exergético desta permuta.

Rendim. exergético = Exergia final / Exergia fornecida

Como Rendim.Carnot = (Tq-Tf) / Tq , será Carnot 500/15 = (500-15) K / 773 K = 0,627 e Carnot 50/15 = (50-15) K / 323 K = 0,108

Pelo que, durante 1 hora, p.ex.: exergético = 5 kWhx0,108 / 5 kWhx0,627 = 0,108 / 0,627 = 0,173

c) A exergia perdida em cada hora.

Exergia perdida = Exergia inicial ou fornecida - Exergia final ou obtida

Pelo que, durante 1 hora, será:

Exergia perdida = 5 kWhx0,627 - 5 kWhx0,108 = 5 kWh x 0,519 = 2,60 kWh

d) Os rendimentos energético e exergético se se aquecesse a tina com uma resistência eléctrica.

Devido à conservação de energia (1ª Lei da Termodinâmica), continua a ser durante 1 hora, p.ex.: energético = 5 kWh / 5 kWh = 1 = 100%

Como a energia eléctrica é equivalente a energia mecânica (e portanto a exergia), será: exergético = 5 kWhx0,108 / 5 kWhx1 = 0,108