3- Água a 1,4 MPa psia e 300 °C (estado 1) entra em uma turbina através de um tubo com 3 polegadas de diâmetro, a uma velocidade de 10 fts-1. A exa...

Para calcular a produção de potência na turbina, é necessário utilizar a equação da energia para um volume de controle. A equação da energia é dada por: ΔH = Q - W Onde ΔH é a variação da entalpia, Q é o calor transferido e W é o trabalho realizado. Para um volume de controle, a equação da energia pode ser escrita como: ΔH = m * (h2 - h1) + (V2^2 - V1^2) / 2 + g * (z2 - z1) Onde m é a vazão mássica, h é a entalpia específica, V é a velocidade, g é a aceleração da gravidade e z é a altura. Para calcular a produção de potência na turbina, é necessário calcular a vazão mássica e a variação da entalpia. A vazão mássica pode ser calculada a partir da equação da continuidade: m1 * A1 * V1 = m2 * A2 * V2 Onde A é a área da seção transversal do tubo. Substituindo os valores, temos: m1 * (π * (3/12)^2 / 4) * 10 = m2 * (π * (10/12)^2 / 4) * V2 m1 = m2 * (π * (10/12)^2 / 4) * V2 / (π * (3/12)^2 / 4) * 10 m1 = 4.38 * m2 * V2 A variação da entalpia pode ser calculada a partir das tabelas de vapor. Para o estado 1, temos: h1 = 3479,5 kJ/kg Para o estado 2, temos: h2 = 2676,1 kJ/kg Substituindo os valores na equação da energia, temos: ΔH = m * (h2 - h1) + (V2^2 - V1^2) / 2 + g * (z2 - z1) ΔH = 4.38 * m2 * V2 * (2676,1 - 3479,5) + (10^2 - 10^2) / 2 + 0 * (0 - 0) ΔH = - 4.38 * m2 * V2 * 803,4 A produção de potência na turbina é dada por: P = ΔH / η Onde η é a eficiência da turbina. Supondo uma eficiência de 80%, temos: P = - 4.38 * m2 * V2 * 803,4 / 0,8 P = - 2,22 * m2 * V2 Portanto, a produção de potência na turbina é de -2,22 * m2 * V2.