// PROJETO DE TROCADOR DE CALOR RECUPERADOR
// PARA USINA DE GERAÇÃO DE ELETRICIDADE A 
// PARTIR DO LIXO

// Dimensionamento do sistema

u = 200 // W/(m2.K) - coef global transf calor

d = 0.01 // m - diametro tubo interno 

V = 3 // m3 - volume do TC

L = 2 // m - comprimento do TC

V = pi*D^2/4 * L // D - diametro do TC

Ac = pi*D^2/4  // m2 - area transversal do TC 

A1tb = pi*d^2/4 // m2 - area transversal de 1 tubo

Nt = Ac/2/A1tb // numero de tubos

A = Nt * pi*d*L // m2 - area total de troca de calor do TC

// parametros de entrada do TC

p1 = 1.01325  // bar - pressao atmosferica

T1 = 477.4  // K - temperatura de entrada dos produtos quentes

mdot1 = 34  // kg/s - vazao massica de produtos

mdot3 = 1.513  // kg/s - vazao de agua liquida

T3 = 5*(102 - 32)/9 + 273.15  // K - temperatura de entrada da agua liquida

p3 = 40 * 0.0689476  // bar - pressao de entrada da agua

//------------------------------------------------------------

UA = u * A  // W/K - condutancia termica do TC

cpp = 1 // kJ/(kg.K) - calor especifico dos produtos

Cmin = mdot1 * cpp * 1E3  // W/K - capacidade termica minima

NTU = UA / Cmin // Numero de unidades de Transf Calor

// eps = 1 - exp(-NTU)  // efetividade do TC

eps = 0.8  // parametro a verificar

eps = (T1-T2) / (T1-T3)  // calcula T2

Q = mdot1 * cpp * (T1 - T2)  // kW - calcula Q

Tsat = Tsat_P("Water/Steam", p3) 

hf= hsat_Px("Water/Steam", p3, 0) // kJ/kg

h3 = h_PT("Water/Steam", p3, T3) // kJ/kg

QLS = mdot3 * (hf - h3) // kW

hg = hsat_Px("Water/Steam", p3, 1)  // kJ/kg

hfg = hg -hf  // kJ/kg - entalpia de vaporizacao da agua

Q2P = mdot3 * hfg  // kW

QVS = Q - Q2P - QLS  // kW

QVS = mdot3 * (h4 - hg)  // calcula h4 em kJ/kg

T4 = T_Ph("Water/Steam", p3, h4) 

//------------Analise Exergetica---------------------

T0 = 298.15  // K - temperatura de referencia

p0 = p1

h0ag = h_PT("Water/Steam", p0, T0) // kJ/kg - entalpia ref agua

h1 = h_T("Air",T1)

h0ar = h_T("Air",T0)

s0ar = s_Tp("Air",T0,p0)

s0ag = s_PT("Water/Steam", p0, T0)

s4 = s_PT("Water/Steam", p3, T4)  

s3 = s_PT("Water/Steam", p3, T3)  
 
s1 = s_Tp("Air",T1,p1)

ex4 = h4 - h0ag - T0*(s4 - s0ag)

ex3 = h3 - h0ag - T0*(s3 - s0ag)

ex1 = h1 - h0ar - T0*(s1 - s0ar)

etaII = mdot3*(ex4 - ex3) / (mdot1*ex1) // Ef 2a Lei do TC

// Calculo da taxa de exergia destruida pelo TC

h2 = h_T("Air",T2)

s2 = s_Tp("Air",T2,p1)

ex2 = h2 - h0ar - T0*(s2 - s0ar)

0 = mdot3 * (ex3 - ex4) + mdot1 * (ex1 - ex2) - ED_TC // calcula taxa de exergia destruida no TC