PAU Tecnologia i enginyeria 2026 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 3

Exercici 3 Puntuació de l’exercici 3 [2,5 punts en total] Una instaŀlació industrial disposa d’un sistema de producció de vapor basat en una caldera pirotubular alimentada amb gas propà. L’empresa fa un seguiment de la seva petjada ambiental i ha estimat que, durant l’any 2025, el funcionament d’aquesta caldera va generar mCO2 = 1 032 tones de CO2. Es considera que la instaŀlació treballa de manera regular al llarg de 365 dies a l’any. La caldera subministra vapor a un evaporador industrial i tracta diàriament una massa d’aigua ma = 16 000 kg, que entra a l’evaporador a T1 = 80 °C i en surt com a vapor sec sobreescalfat a T2 = 120 °C. El gas propà té un poder calorífic pc = 12,83 kW h/kg i un factor d’emissió FE = 2,94 kg de CO2 per cada kilogram de gas. La calor específica de l’aigua és ce_a = 4,197 kJ/(kg °C) i la del vapor és ce_v = 2,155 kJ/(kg °C). La calor latent de vaporització és Lv = 2 257 kJ/kg. Determineu: 3.1. La massa total de propà consumida diàriament, mpropà. [0,5 punts] Puntuació de l’apartat 3.1 3.2. L’energia diària aportada pel combustible, Econs. [0,5 punts] Puntuació de l’apartat 3.2 3.3. L’energia diària necessària per al procés tèrmic, Eútil. [1 punt] Puntuació de l’apartat 3.3 3.4. El rendiment de la caldera, η. [0,5 punts] Puntuació de l’apartat 3.4

Exercici 3 3.1 m 1 CO = = m 961,7 kg propà FE 365 3.2 =  = E m p 12,34 MWh cons propà c 3.3 ( ) =  = − = Q m c T 16000·4,197· 100 80 1343 MJ 1 a e _a = = = Q m L 16000·2257 36112 MJ 2 a v ( ) =  = − = Q m c T 16000·2,155· 120 100 689,6 MJ 3 a e _v = + + = = E Q Q Q 38145 MJ 10,60 MWh útil 1 2 3 3.4 E 10,59  = = = útil 0,8587 E 12,34 cons