Exercício de Termodinâmica I 259

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2
5
6
1
8
4
7
3
COND.HTR
P P
s6 = s5 = 6,8778 ÿ T6 = 182,32 h7 = 
3591,9, s8 = s7 = 8,1348 = 0,6493 + x8 × 7,5009 ÿ x8 = 0,9979 h8 = 191,83 + 
0,9979 × 2392,8 = 2579,7 kJ/kg
= W. N/wN = 10000/1529,6 = 6,53 kg/s
CV: aquecedor
m.
Cont: m6a + m2 = m3 = 1 kg, 1ª lei: m6ah6 + m2h2 = m3h3
670,6 - 192,4
11.154
6a
ALTO P BAIXO P
= 0,1827, m2 = m7 = 1 - m6a = 0,8173 m6a = 2810,0 - 192,4
T1 T2
Uma usina a vapor ideal é projetada para operar no ciclo combinado de reaquecimento 
e regenerativo e produzir uma potência líquida de 10 MW. O vapor entra na turbina de alta 
pressão a 8 MPa, 550°C, e é expandido até 0,6 MPa, pressão na qual parte do vapor 
é alimentada para um aquecedor de água de alimentação aberto, e o restante é reaquecido 
a 550°C. O vapor reaquecido é então expandido na turbina de baixa pressão até 10 
kPa. Determine a vazão de vapor para a turbina de alta pressão e a potência necessária 
para acionar cada uma das bombas. a)
CV: turbina
b) -wP12 = 0,00101(600 - 10) = 0,6 kJ/kg h2 =
h1 - wP12 = 191,8 + 0,6 = 192,4 kJ/kg -wP34 = 
0,00101(8000 - 600) = 8,1 kJ/kg h4 = h3 - 
wP34 = 670,6 + 8,1 = 678,7; h5 = 3.521,0 kJ/kg,
wT = (h5 - h6) + (1 - m6a)(h7 - h8)
T
= 3521 - 2810 + 0,8173(3591,9 - 2579,7) = 1538,2 kJ/kg
10 kPa
C h6 = 2.810,0 kJ/kg,
CV: bombas 
wP = m2wP12 + m4wP34 = 0,8214×(-0,6) + 1×(-8,1) = -8,6 kJ/kg wN = 
1538,2 - 8,6 = 1529,6 kJ/kg (m5)
2 3
8
4
550ºC
6
é
7
1
5
ó
5
ó
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qB = h3 - h2 = 2.998,8 kJ/kg
= 20.000 kW e ÿTs = 85% h3 = 
3.195,6 kJ/kg, s3 = 6,6458 kJ/kgK
= 21,568 kg/s , h4 = h3 - wT = 2.268,3 kJ/kg
wnet = wT - wP = 922,3 kJ/kg
Condensador CV: 1ª Lei: h4 = h1 + qc + wc ; wc = 0
ÿth = wnet / qB = 0,307
sat liq , x1 = 0 , 
h1 = hf = 191,8 kJ/kg , v1 = vf = 0,00101 m3 /kg T1 = 45,8o C 
Turbina CV : 1ª Lei: qT + h3 = h4 + wT ; qT = 0
qc = h4 - h1 = 2.076,5 kJ/kg, Q.
Ciclo de Carnot: TH = T3 = 400o C , TL = T1 = 45,8o C 
TH - TL 
ÿth = 
TH
11.155
wT = h3 - h4 , suponha que a turbina seja 
isentrópica s4s = s3 = 6,6458 kJ/kgK, s4s = sf + x4s sfg , resolva para 
x4s = 0,7994 h4s = hf + x4shfg = 
1091,0 kJ/kg wTs = h3 - h4s = 1091 kJ/ kg, wT = ÿTswTs = 927,3 kJ/kg
= m.
= 0,526
O vapor entra na turbina de uma usina de energia a 5 MPa e 400°C e sai para o 
condensador a 10 kPa. A turbina produz uma potência de 20.000 kW com uma eficiência 
isentrópica de 85%. Qual é a vazão mássica de vapor ao longo do ciclo e a taxa de 
rejeição de calor no condensador? Encontre a eficiência térmica da usina e como ela se 
compara a um ciclo de Carnot.
,
qc = 44786 kW
C.
.
Solução:
C
Bomba CV: Suponha fluxo adiabático, reversível e incompressível wps = 
ÿ v dP = v1(P2 - P1) = 5,04 kJ/kg h2 = h1 
+ wp = 196,8 kJ/kg Caldeira
CV: 1ª Lei: qB + h2 = h3 + wB ; wB = 0
Estado 3:
1ª Lei:
Estado 1: P1 = P4 = 10 kPa
m. 
= wT
T
T
c
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