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FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA SOUZA MARQUES TERMODINÂMICA II LISTA DE EXERCÍCIOS – VOLUME DE CONTROLE 30/10/2013 PROFª ROSA MARIA NIELSEN 01 - A figura mostra o esquema de uma pequena turbina a vapor d’água que produz uma potência de 110 kW operando em carga parcial. Nesta condição, a vazão de vapor é 900 kg/h, a pressão e a temperatura na seção 1 são, respectivamente, iguais a 1,4 MPa e 250ºC. Admitindo-se a turbina adiabática, as variações de energia cinética e potencial desprezíveis e a pressão de saída da turbina igual a 10 kPa determine, se aplicável, o título ou a temperatura na seção de saída (2). 02 - Uma turbina a vapor d’água é alimentada com vapor proveniente de duas caldeiras. Uma caldeira gera vapor a 3 MPa e 700ºC e a vazão encaminhada a turbina é de 5 kg/s. A outra caldeira gera vapor a 800 kPa e 500ºC e a vazão de alimentação na turbina é igual a 15 kg/s. A turbina descarrega o vapor a 10 kPa e com título igual a 96%. Admitindo que a turbina seja adiabática, determine a potência fornecida pela turbina. 03 - Uma turbina é alimentada com 2 kg/s de vapor a 1 MPa e 350ºC. O vapor é descarregado da turbina como vapor saturado a 100 kPa. Sabendo que a velocidade na seção de alimentação da turbina é igual a 15 m/s e que a velocidade na seção de descarga é pequena, determine: a. O trabalho específico. b. A potência gerada pela turbina. 1 (VAPOR) . TURBINA W 2 SAÍDA 04 - Um trocador de calor é utilizado para resfriar ar, a pressão constante e igual a 1 MPa, de 800 K a 360 K. A água de resfriamento entra no equipamento a 15 ºC e 0,1 MPa. Se a água deixa o trocador como vapor saturado, calcule a relação entre as vazões de água e ar. 05 – Uma caldeira é alimentada com 5000 kg/h de água líquida a 5 MPa e 20ºC e descarrega o vapor d’água a 450ºC e 4,5 MPa. Determine as seções de escoamento na alimentação e descarga da caldeira de modo que as velocidades dos escoamentos sejam menores do que 20 m/s. 06 – A figura abaixo mostra o esquema de um difusor isolado que é alimentado com um escoamento de ar que apresenta velocidade de 200 m/s, T = 300 K e p = 100 kPa. As áreas das seções transversais de alimentação e descarga são, respectivamente, iguais a 100 e 860 mm2. Sabendo-se que o ar deixa o difusor com uma velocidade de 20 m/s, determine a pressão e a temperatura do ar na seção de descarga do equipamento. AR AR
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