Exercici 6 · Tecnologia Industrial Selectividad Cataluña Setembre Serie 3 2024

Diàriament, una caldera alimentada amb gas propà obté vapor d'aigua sec a una temperatura $T_2 = 125\ ^\circ\text{C}$ a partir d'una massa d'aigua $m_\text{a} = 1\,500\text{ kg}$ a $T_1 = 80\ ^\circ\text{C}$. En aquest procés, consumeix $m_\text{p} = 90\text{ kg}$ de gas propà de poder calorífic $p_\text{c} = 12{,}83\text{ kW}\cdot\text{h/kg}$, que té un factor d'emissió $FE = 2{,}94\text{ kg de }\text{CO}_2$ per cada quilogram de gas. La calor específica de l'aigua és $c_{\text{e}\_\text{a}} = 4{,}197\text{ kJ/(kg}\cdot^\circ\text{C)}$ i la del vapor és $c_{\text{e}\_\text{v}} = 2{,}155\text{ kJ/(kg}\cdot^\circ\text{C)}$. La calor latent de vaporització és $L_\text{v} = 2\,257\text{ kJ/kg}$. Considereu que el canvi d'estat es produeix a $T_\text{c} = 100\ ^\circ\text{C}$. Determineu:

a)

L'energia útil diària necessària per a obtenir el vapor sec, $E_\text{dia}$. [1 punt]

b)

L'energia que consumeix diàriament la caldera, $E_\text{cons}$, i el rendiment de la instal·lació, $\eta$. [1 punt]

c)

L'emissió anual de gasos amb efecte hivernacle, $m_{\text{CO}_2}$. [0,5 punts]