{"id":51752,"date":"2020-01-30T13:36:46","date_gmt":"2020-01-30T12:36:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-vapor-umido-definicao\/"},"modified":"2020-01-30T14:35:05","modified_gmt":"2020-01-30T13:35:05","slug":"o-que-e-vapor-umido-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-vapor-umido-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 vapor \u00famido – defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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O vapor \u00famido \u00e9 caracterizado pela qualidade do vapor, que varia de zero a unidade.\u00a0As propriedades do vapor \u00famido s\u00e3o tabuladas nas chamadas tabelas de vapor.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n
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Vapor Molhado<\/h2>\n

\"molhado-vapor-vapor-l\u00edquido-mistura-min\"<\/a>O vapor \u00famido<\/strong>\u00a0\u00e9 caracterizado pela\u00a0qualidade<\/strong>\u00a0do\u00a0vapor<\/strong>\u00a0, que varia de zero a unidade – intervalo aberto (0,1).\u00a0Quando a qualidade do vapor \u00e9 igual a 0, \u00e9 chamado de estado l\u00edquido saturado (monof\u00e1sico).\u00a0Por outro lado, quando a qualidade do vapor \u00e9 igual a 1, \u00e9 chamado estado de vapor saturado ou vapor seco (monof\u00e1sico).\u00a0Entre esses dois estados<\/strong>\u00a0, falamos sobre\u00a0mistura l\u00edquido-vapor<\/strong>\u00a0ou\u00a0vapor \u00famido<\/strong>\u00a0(mistura bif\u00e1sica).\u00a0A press\u00e3o constante, uma adi\u00e7\u00e3o de energia n\u00e3o altera a temperatura da mistura, mas a qualidade do vapor e o volume espec\u00edfico mudam.\u00a0No caso de\u00a0seco<\/em>vapor (100% de qualidade), cont\u00e9m 100% do calor latente dispon\u00edvel a essa press\u00e3o.\u00a0A \u00e1gua l\u00edquida saturada, que n\u00e3o possui calor latente e, portanto, 0% de qualidade, conter\u00e1 apenas\u00a0calor\u00a0sens\u00edvel<\/em>\u00a0.<\/p>\n

\"termodin\u00e2mica<\/a>
Ciclo de Rankine – Termodin\u00e2mica como ci\u00eancia de convers\u00e3o de energia<\/figcaption><\/figure>\n

Normalmente, a maioria das\u00a0usinas nucleares<\/strong>\u00a0opera\u00a0turbinas a vapor de condensa\u00e7\u00e3o de v\u00e1rios est\u00e1gios<\/strong>\u00a0.\u00a0Nessas turbinas, o est\u00e1gio de alta press\u00e3o recebe vapor (esse vapor \u00e9 quase o vapor saturado – x = 0,995 – ponto C na figura) de um gerador de vapor e o esgota no separador-reaquecedor de umidade (ponto D).\u00a0O vapor deve ser reaquecido para evitar danos que possam ser causados \u200b\u200b\u00e0s p\u00e1s da turbina a vapor por vapor de baixa qualidade.\u00a0O aquecedor aquece o vapor (ponto D) e, em seguida, o vapor \u00e9 direcionado para o est\u00e1gio de baixa press\u00e3o da turbina a vapor, onde se expande (pontos E a F).\u00a0O vapor esgotado est\u00e1 a uma press\u00e3o bem abaixo da atmosf\u00e9rica e est\u00e1 em um estado parcialmente condensado (ponto F), tipicamente com uma qualidade pr\u00f3xima a 90%.<\/p>\n

Entalpia espec\u00edfica do vapor \u00famido<\/strong><\/h2>\n

A\u00a0entalpia espec\u00edfica<\/a>\u00a0da \u00e1gua l\u00edquida saturada<\/strong>\u00a0(x = 0) e do\u00a0vapor seco<\/strong>\u00a0(x = 1) pode ser selecionada nas tabelas de vapor.\u00a0No caso de\u00a0vapor \u00famido<\/strong>\u00a0, a\u00a0entalpia<\/a>\u00a0real\u00a0pode ser calculada com a qualidade do vapor,\u00a0xe<\/em>\u00a0as entalpias espec\u00edficas da \u00e1gua l\u00edquida saturada e do vapor seco:<\/p>\n

h\u00a0<\/em>molhado<\/sub><\/em>\u00a0= h\u00a0<\/em>s<\/sub><\/em>\u00a0x + (1 – x) h\u00a0<\/em>l<\/sub><\/em><\/p>\n

Onde<\/em><\/p>\n

h\u00a0<\/em>\u00famido<\/sub><\/em>\u00a0= entalpia do vapor \u00famido (J \/ kg)<\/em><\/p>\n

h\u00a0<\/em>s<\/sub><\/em>\u00a0= entalpia do vapor “seco” (J \/ kg)<\/em><\/p>\n

h\u00a0<\/em>l<\/sub><\/em>\u00a0= entalpia de \u00e1gua l\u00edquida saturada (J \/ kg)<\/em><\/p>\n

Como pode ser visto, o vapor \u00famido sempre ter\u00e1 menor entalpia do que o vapor seco.<\/p>\n

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Entropia espec\u00edfica de vapor \u00famido<\/h2>\n

Da mesma forma, a entropia espec\u00edfica da \u00e1gua l\u00edquida saturada (x = 0) e do vapor seco (x = 1) pode ser selecionada nas tabelas de vapor.\u00a0No caso de vapor \u00famido, a entropia real pode ser calculada com a qualidade do vapor,\u00a0x,<\/em>\u00a0e as entropias espec\u00edficas de \u00e1gua l\u00edquida saturada e vapor seco:<\/p>\n

s\u00a0<\/em>molhado<\/sub><\/em>\u00a0= s\u00a0<\/em>s<\/sub><\/em>\u00a0x + (1 – x) s\u00a0<\/em>l<\/sub><\/em>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/em>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/em><\/p>\n

Onde<\/em><\/p>\n

s\u00a0<\/em>\u00famido<\/sub><\/em>\u00a0= entropia de vapor \u00famido (J \/ kg K)<\/em><\/p>\n

s\u00a0<\/em>s<\/sub><\/em>\u00a0= entropia do vapor “seco” (J \/ kg K)<\/em><\/p>\n

s\u00a0<\/em>l<\/sub><\/em>\u00a0= entropia da \u00e1gua l\u00edquida saturada (J \/ kg K)<\/em><\/p>\n

Volume espec\u00edfico de vapor \u00famido<\/h2>\n

Da mesma forma, o volume espec\u00edfico de \u00e1gua l\u00edquida saturada (x = 0) e vapor seco (x = 1) pode ser escolhido nas tabelas de vapor.\u00a0No caso de vapor \u00famido, o volume espec\u00edfico real pode ser calculado com a qualidade do vapor,\u00a0xe<\/em>\u00a0os volumes espec\u00edficos de \u00e1gua l\u00edquida saturada e vapor seco:<\/p>\n

v\u00a0<\/em>molhado<\/sub><\/em>\u00a0= v\u00a0<\/em>s<\/sub><\/em>\u00a0x + (1 – x) v\u00a0<\/em>l<\/sub><\/em>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/em>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/em><\/p>\n

Onde<\/em><\/p>\n

v\u00a0<\/em>\u00famido<\/sub><\/em>\u00a0= volume espec\u00edfico de vapor \u00famido (m\u00a0<\/em>3<\/sup><\/em>\u00a0\/ kg)<\/em><\/p>\n

v\u00a0<\/em>s<\/sub><\/em>\u00a0= volume espec\u00edfico de vapor “seco” (m\u00a0<\/em>3<\/sup><\/em>\u00a0\/ kg)<\/em><\/p>\n

v\u00a0<\/em>l<\/sub><\/em>\u00a0= volume espec\u00edfico de \u00e1gua l\u00edquida saturada (m\u00a0<\/em>3<\/sup><\/em>\u00a0\/ kg)<\/em><\/p>\n

Exemplo:<\/strong><\/p>\n

Um est\u00e1gio de alta press\u00e3o da turbina a vapor opera em estado estacion\u00e1rio com condi\u00e7\u00f5es de entrada de 6 MPa, t = 275,6 \u00b0 C, x = 1 (ponto C).\u00a0O vapor sai deste est\u00e1gio da turbina a uma press\u00e3o de 1,15 MPa, 186 \u00b0 C ex = 0,87 (ponto D).\u00a0Calcule a diferen\u00e7a de entalpia entre esses dois estados.<\/p>\n

A entalpia para o estado C pode ser coletada diretamente das tabelas de vapor, enquanto a entalpia para o estado D deve ser calculada usando a qualidade do vapor:<\/p>\n

h\u00a0<\/em><\/strong>1, molhado<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0=<\/em><\/strong>\u00a02785 kJ \/ kg<\/strong><\/p>\n

h\u00a0<\/em><\/strong>2, molhado<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= h\u00a0<\/em><\/strong>2, s<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0x + (1 – x) h\u00a0<\/em><\/strong>2, l<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0\u00a0= 2782.\u00a00,87 + (1 – 0,87).\u00a0790 = 2420 + 103 =\u00a02523 kJ \/ kg<\/strong><\/p>\n

\u0394h = 262 kJ \/ kg<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Qualidade de Vapor – Fra\u00e7\u00e3o de Secura<\/h2>\n

\"molhado-vapor-vapor-l\u00edquido-mistura-min\"<\/a>Como pode ser visto no\u00a0diagrama de fases da \u00e1gua<\/strong>\u00a0, nas regi\u00f5es bif\u00e1sicas (por exemplo, na fronteira das fases vapor \/ l\u00edquido), a especifica\u00e7\u00e3o da temperatura por si s\u00f3 definir\u00e1 a press\u00e3o e a especifica\u00e7\u00e3o da press\u00e3o definir\u00e1 a temperatura.\u00a0Mas esses par\u00e2metros n\u00e3o definir\u00e3o o volume e a entalpia, pois precisaremos conhecer a\u00a0propor\u00e7\u00e3o<\/strong>\u00a0relativa\u00a0das duas fases<\/strong>\u00a0presentes.<\/p>\n

A\u00a0fra\u00e7\u00e3o<\/strong>\u00a0de\u00a0massa<\/strong>\u00a0do vapor em uma regi\u00e3o de vapor l\u00edquido de duas fases \u00e9 chamada\u00a0qualidade<\/strong>\u00a0do\u00a0vapor<\/strong>\u00a0(ou fra\u00e7\u00e3o de secura),\u00a0x<\/em>\u00a0, e \u00e9 dada pela seguinte f\u00f3rmula:<\/p>\n

\"qualidade<\/a><\/p>\n

O valor da qualidade varia de\u00a0zero a unidade<\/strong>\u00a0.\u00a0Embora definida como uma propor\u00e7\u00e3o, a qualidade \u00e9 frequentemente fornecida como uma porcentagem.\u00a0Deste ponto de vista, distinguimos entre tr\u00eas tipos b\u00e1sicos de vapor.\u00a0Deve ser adicionado, em x = 0, estamos falando de\u00a0estado l\u00edquido saturado<\/strong>\u00a0(monof\u00e1sico).<\/p>\n