Bird, R.B., Stewart, W.E. and Lightfoot, E.N., (1960), Transport Phenomena, John Wiley & Sons, New York.

Transcrição

1 Anexo A4 - Propriedades da água saturada As propriedades da água líquida e do vapor de água saturado ocorrem organizadas no presente texto com um formato que aparenta algumas semelhanças com o apresentado nos Anexos 2 e 3. Para além do material que serviu de base ao trabalho e que aparece referenciado por Incropera and DeWitt(1985), fez-se ainda uma compilação de correlações disponíveis na revista Chemical Engineering. Os formatos das equações de regressão apresentados são de tipo polinomial, por vezes multivariável, com diferentes modificações. Este formato arbitrário foi seleccionado de entre outros como aquele que, para a gama de temperaturas ou pressões utilizado, mais adequado se mostrou a representar os valores tabelados. Para o efeito anterior, foi levado a cabo um estudo comparativo ao nível dos coeficientes de correlação e ao nível do somatório do quadrado dos desvios entre os valores todos os valores tabelados e valores calculados pelos diferentes modelos de regressão considerados. Referências do Anexo 4 Bird, R.B., Stewart, W.E. and Lightfoot, E.N., (1960), Transport Phenomena, John Wiley & Sons, New York. Borreson, R.W., Shorr, G.R. and Yaws, C.L., (1976), "Heat Capacities of Gas", Chemical Engineering, Aug 16, pp Castelan, G.W., (1972), Físico-Química 1, Ao Livro Técnico S.A., Rio de Janeiro. Foust, A.S., Wenzel, L.A., Clump, C.W., Maus, L. and Andersen, L.B., Princípios das Operações Unitárias, 2ª ed., Editora Guanabara Dois S.A., Rio de Janeiro Incropera, F.P. and DeWitt, D.P. (1985), Introduction to Heat Transfer, John Wiley & Sons, New York. Miller, J.W., Shorr, G.R. and Yaws, C.L., (1976a), "Viscosity of Gas", Chemical Engineering, Nov 22, pp Miller, J.W., Shah, P.N. and Yaws, C.L., (1976b), "Thermal Conductivity of Gas", Chemical Engineering, Nov 22, pp Miller, J.W. and Yaws, C.L., (1976), "Surface Tension of Liquids", Chemical Engineering, Oct 25, pp Miller, J.W., Shorr, G.R. and Yaws, C.L., (1976c), "Heat Capacities of Liquids", Chemical Engineering, Oct 25, pp Miller, J.W., Shorr, G.R. and Yaws, C.L., (1976d), "Viscosity of Liquid", Chemical Engineering, Nov 22, pp Miller, J.W., McGinley, J.J. and Yaws, C.L., (1976e), "Thermal Conductivities of Liquid", Chemical Engineering, Oct 25, pp Patel, P.M., Shorr, G.R., Shah, P.N. and Yaws, C.L., (1976), "Vapor Pressure", Chemical Engineering, Nov 22, pp Perry, R.H. and Green, D., (1984), Perry's Chemical Engineers' Handbook, 6th ed., McGraw-Hill Book Company, Singapore. Spiers, H.M., (1977), Technical Data on Fuel, 7th ed., British National Commitee, World Energy Conference, London. Stull, D.R. and Prophet, H., (1971), JANNAF Thermochemical Tables, 2nd ed., NDRS-NBS 37, National Bureau of Standards, Washington. Weber, J.H., (1979), "Predict the viscosities of pure gases", Chem. Eng., June 18, pp A4-1

2 A4.1 - Água LÍQUIDO H 2 O Água saturada pura COMPOSIÇÃO ELEMENTAR CHONS gás ião 0,2,1,0,0,1,0, MASSA MOLECULAR (Stull and Prophet,1971) , PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS (Castelan,1972) Entalpia de formação a 1 atm e K (kcal/mol) , Temp.(K) Entropia(cal/mol.K) Entalpia(kcal/mol) Cap.calorífica a P=cte(cal/mol.K) 0, PROPRIEDADES CRÍTICAS Temperatura crítica (K) Pressão crítica (atm) Volume crítico molar (cm3/mol) (Perry and Green,1984) ,218.4,77.7, Temperatura de ebulição (K) Massa volúmica do líquido em ebulição (g/cm3) Pressão (atm) (Spiers,1977) 373.2,0.958,1., PROPRIEDADES DE TRANSPORTE e/k (K) Sigma (A) (Perry and Green,1984) 363.,2.655, OUTRAS CARACTERISTICAS Massa volúmica da água líquida (g/cm3) Temp(C) (ASTM) Temperatura (K) Pressao de vapor de saturação (bar) (Incropera and DeWitt, 1985) Volume específico da água líquida saturada vf*10e3 (m3/kg) (Incropera and DeWitt, 1985) Volume específico do vapor de água na saturação vg(m3/kg) (Incropera and DeWitt, 1985) Calor latente de vaporização da água hfg (kj/kg) (Incropera and DeWitt, 1985) Capacidade calorífica água líquida saturada cpw (kj/kg.k) (Incropera and DeWitt, 1985) Capacidade calorífica do vapor de água saturado cpv (kj/kg.k) (Incropera and DeWitt, 1985) Viscosidade dinâmica água líquida saturada µw*10e6 (kg/m.s) (Incropera and DeWitt, 1985) Viscosidade dinâmica vapor µv*10e6(kg/m.s) (Incropera and DeWitt, 1985) Condutibilidade térmica água líquida saturada kw*10e3 (W/m.K) (Incropera and DeWitt, 1985) Condutibilidade térmica vapor de água kv*10e3 (W/m.K) (Incropera and DeWitt, 1985) Tensão superficial da água σ (N/m) (Incropera and DeWitt, 1985) A4-2

3 e e6 1.e Temperatura de vapor de saturação (bar) (Incropera and DeWitt, 1985) Temperatura de vapor de saturação Ts (K) = A 0 +A 1 *ALOG(P)+A 2 *(1/P)+A 3 *(ALOG(P))**2+A 4 *(ALOG(P))**3) (bar) e+03, e+02, e+00, e+01, e+00, ,169., ,50,(este estudo) Pressão de vapor de saturação (bar) (Incropera and DeWitt, 1985) Pressao de vapor de saturação Ps (bar) = exp(a 0 +A 1 *T+A 2 *(1/T)+A 3 *T**2+A 4 *T**3) (K) E+02, E-01, E+04, E-04, E-08,273.,625., ,50,(este estudo) Volume especifico da água líquida saturada vf*10e3 (m3/kg) (Incropera and DeWitt Volume especifico líquido vf (m3/kg) = 1.0E-03/(A 0 +A 1 *T+A 2 *(1/T)+A 3 *T**2+A 4 *T**3) (K) A4-3

4 E+01, E-01, E+03, E-04, E-07,273.,625., ,50,(este estudo) Volume especifico do vapor de água na saturação vg(m3/kg) (Incropera and DeWitt, Volume especifico vapor vg (m3/kg) = exp(a 0 +A 1 *T+A 2 *(1/T)+A 3 *T**2+A 4 *T**3) (K) E+01, E-01, E+04, E-04, E-07,273.,625., ,50,(este estudo) Calor de vaporização da água hfg(kj/kg) (Incropera and DeWitt, 1985) Calor latente vaporização (kj/kg.k) = A 0 +A 1 *T+A 2 *(1/T)+A 3 *T**2+A 4 *(1/T)**2+A 5 *T** E+04, E+02, E+07, E-01, E+09, E-04,273.,630., ,51,(este estudo) Capacidade calorifica água líquida saturada (kj/kg.k) (Incropera and DeWitt, 19 CpW (kj/kg.k) = ALOG(1/(A 0 +A 1 *T+A 2 *T**2+A 3 *T**3)) (K) (este estudo) E-02, E-04, E-06, E-10,273.,600., , 47(este estudo) Capacidade calorifica vapor saturado (kj/kg.k) (Incropera and DeWitt, 1985) CpV (kj/kg.k) = 1/(A 0 +A 1 *T+A 2 *T**2+A 3 *T**3) (K) (este estudo) E+00, E-02, E-04, E-08,273.,600., ,47,(este estudo) Viscosidade dinâmica água líquida saturada *10E6(kg/m.s) (Incropera and DeWitt, VisW (kg/m.s) = 1.0E-06*exp(A 0 +A 1 *T+A 2 *T**2+A 3 *(1/T)**2+A 4 *T**3) (K) E+00, E-01, E-04, E+06, E-08,273.,610., ,48,(este estudo) Viscosidade dinâmica vapor *10E6 (kg/m.s) (Incropera and DeWitt, 1985) VisV (kg/m.s) = 1.0E-06/(A 0 +A 1 *T+A 2 *T**2+A 3 *(1/T)**2+A 4 *T**3) (K) E+00, E-02, E-05, E+01, E-08,273.,620., ,49,(este estudo) Condutibilidade térmica água líquida saturada k*10e3 (W/m.K) (Incropera and DeWit CondW (W/m.K) = 1.0E-03*(A 0 +A 1 *T+A 2 *T**2+A 3 *T**3) (K) E+03, E+01, E-02, E-05,273.,625., ,50,(este estudo) Condutibilidade térmica vapor k*10e3 (W/m.K) (Incropera and DeWitt, 1985) CondV (W/m.K) = 1.0E-03*exp(A 0 +A 1 *T+A 2 *T**2+A 3 *T**3) (K) E+00, E-01, E-04, E-07,273.,625., ,49,(este estudo) Tensão superficial da água (N/m) (Incropera and DeWitt, 1985) Sigma (N/m) = A 0 +A 1 *T+A 2 *(1/T)+A 3 *T**2+A 4 *(1/T)**2 (K) E+00, E-02, E+03, E-06, E+05,273.,635., ,52,(este estudo) DIFUSIVIDADE - Dados tabelados Par de difusao Temperatura (K) Pressao (atm) Difusividade (cm2/s) Massa molecular (g/mol) 0, POLINOMIOS INTERPOLADORES - água líquida cp (cal/g.k) = a 0 + a 1 *T + a 2 *T**2 + a 3 *T**3 (K) ,2.825E-03,-8.371E-06,8.601E-09,270.,620.,4.187, cp(miller et al.,1976c) µ (cpoise) = 10**( a 0 + a 1 /T + a 2 *T + a 3 *T**2 (K)) ,1828.,1.966E-02,14.66E-06,270.,640.,1.E-04, µ(miller et al.,1976d) k (µcal/s.cm.k) = a 0 + a 1 *T + a 2 *T**2 + a 3 *T**3 (K) , E-02, E-04,0.,270.,620.,4.1868E-04, k(miller et al.,1976e) sigma (dyne/cm) = a 0 *((a 1 -T)/(a 1 -a 2 ))**a 3 (K) 71.97,647.3,298.,0.8105,273.,373.,1.0E-03, sigma(miller and Yaws, 1976) 58.91,647.3,373.2,1.169,373.,647.,1.0E-03, sigma(miller and Yaws, 1976) - vapor cp (cal/mol.k) = a 0 + a 1 *T + a 2 *T**2 + a 3 *T**3 (K) 8.10,-0.72E-03,3.63E-06,-1.16E-09,300.,1500.,1., cp(borreson et al.,1976) µ (µpoise) = a 0 + a 1 *T + a 2 *T**2 + a 3 *T**3 (K) ,0.4145,-8.272E-06,0.,300.,1500.,1.E-06,1.E-06, µ(miller et al.,1976a) k (µcal/s.cm.k) = a 0 + a 1 *T + a 2 *T**2 + a 3 *T**3 (K) 17.53, ,4.3E-04,-21.73E-08,300.,1500.,4.187E-04, k(miller et al.,1976b) Pressao vapor (mmhg) = 10**(a 0 + a 1 /T + a 2 *alog10(t) + a 3 *T + a 4 *T**2) (K) , , , E-03,4.0073E-06,273.,647.3, (Patel et al.,1976) OUTROS POLINÓMIOS INTERPOLADORES Massa volúmica absoluta da água líquida em g/cm3 row (g/cm3) = A 0 +A 1 *TC+A 2 *TC**2+A 3 *TC**3+A 4 *TC**4 (C) E+00, E-04, E-05, E-07, E-09,0.,30., ,30 A4-4

5 Calor específico MEDIO entre 0C e T+273C da água líquida (Spiers pp173) Cwm (cal/g.k) = A 0 +A 1 *TC+A 2 *TC**2+A 3 *TC**3+A 4 *TC**4 (C) E+01, E-03, E-05, E-07, E-10,0.,220., Temperatura de vapor de água de saturação Ts (K) = (a 0 + a 1 *P + alog(p) + a 3 *(P)**0.5 + a 4 /P + a 5 *P**2 + a 6 *(alog(p))**2)**2 (bar) (este estudo).19127e+02, e-02, e+00, e+00, e-03, e-06,.25616e-01,.00611,221.2,1.,.9999,ts(este estudo) Pressao de vapor de saturação da água Ps (bar) = EXP(A 0 +A 1 *ALOG(T)+A 2 /T+A 3 *(ALOG(T))**2+A 4 /T**2) (K) (este estudo) E+02, E+02, E+04, E+00, E+06,250.,500.,1.000,Ps(este estudo) Calor latente de vaporização da água lv (kj/kg) = A 0 +A 1 *T+A 2 *T**2+A 3 *T**3+A 4 *T**4 (K) (este estudo) e+04, e+02, e+00, e-03, e-06,273.,500., , lv(este estudo) Calor específico do vapor de água CpV (kj/kg.k) = 1/(A 0 +A 1 *T+A 2 *T**2+A 3 *T**3) (K) (este estudo) E-03, E-05, E-07, E-11,273.,600., , cpv(este estudo) Tensão superficial da água sigma (N/m) = a 0 + a 1 *T + a 2 /T + a 3 *T**2 + a 4 *T**3 (K) (este estudo) E+00, E-02, E+02, E-05, E-08,273.,645.,1., , sigma(este estudo) A4-5