Calculadora de tabela de vapor, entalpia e energia do vapor

Para que serve uma tabela de vapor?

A energia transportada pelo vapor é medida pela entalpia, não pela temperatura. Água e vapor na mesma temperatura têm uma enorme diferença de energia: transformar um quilograma de água a cerca de 100 °C e 1 bar em vapor requer aproximadamente 2257 kJ. Uma tabela de vapor lista esses valores para cada pressão e temperatura. Esta calculadora os obtém pelas equações IAPWS-IF97 em vez de uma tabela impressa, dispensando a interpolação manual.

Vapor saturado, úmido e superaquecido

• Líquido saturado é água no ponto de ebulição, com entalpia h_f.
• Vapor saturado é água completamente vaporizada na mesma temperatura, com entalpia h_g. A diferença é a entalpia de vaporização: h_fg = h_g − h_f.
• Vapor úmido carrega gotículas. Com título x, sua entalpia é h_x = h_f + x × h_fg.
• Vapor superaquecido foi aquecido acima da temperatura de saturação. Suas propriedades exigem pressão e temperatura.

Como encontrar a potência da caldeira?

A potência térmica para o vapor é a vazão de vapor multiplicada pela elevação de entalpia: Q = ṁ × (h_steam − h_feedwater). Exemplo: produzir 1000 kg/h de vapor saturado seco a 10 bar absolutos a partir de água de alimentação a 80 °C eleva a entalpia de 335,8 para 2777,1 kJ/kg. A elevação é 2441,3 kJ/kg e a potência é 1000 / 3600 × 2441,3 = 678 kW. Com rendimento da caldeira de 90 %, a potência de entrada do combustível é 753 kW.

O que é vapor de reevaporação?

Quando condensado quente em alta pressão é liberado para uma pressão menor, seu calor excedente vaporiza parte dele. A fração é x = (h_f1 − h_f2) / h_fg2. Condensado a 10 bar que cai para 1 bar reevapora cerca de 15 % de sua massa. Usado em uma linha de baixa pressão, esse vapor deixa de ser uma perda.

Pressão absoluta ou manométrica?

Tabelas de vapor usam pressão absoluta, enquanto o manômetro em campo mostra pressão manométrica. Se o manômetro indica 9 bar, a pressão absoluta é cerca de 10 bar. Lembre de escolher o tipo de pressão: o erro de temperatura depende da pressão e pode ser muito maior em baixa pressão.

Limites

A ferramenta abrange vapor saturado abaixo de 350 °C e vapor superaquecido abaixo de 800 °C. A região próxima ao ponto crítico (saturação acima de cerca de 165 bar, em torno de 374 °C e 221 bar) não é calculada. Os resultados são para água pura: água real de caldeira com gases dissolvidos, sais e óleo apresenta pequenas diferenças.

Perguntas frequentes

Como calcular a entalpia do vapor saturado?

Por exemplo, a 1 bar de pressão absoluta, o vapor de água saturado seco tem entalpia específica de 2675 kJ/kg. O valor da tabela de vapor é avaliado pelas relações de energia livre de Gibbs. Este cálculo preliminar é para água pura e não inclui a região crítica, substâncias dissolvidas e rendimento da caldeira.

Calcular com estes valores