A turbina vai ser alimentada pelo vapor superaquecido a uma taxa de 10 kg/s e a uma temperatura e pressão de 300˚ C e 400 kPa. O trabalho gerado pe...

a) Para verificar a viabilidade do layout apresentado pelo engenheiro, é necessário calcular a eficiência da turbina. A eficiência é dada pela razão entre o trabalho gerado pela turbina e a energia fornecida pelo vapor. Utilizando a equação de estado do vapor, é possível calcular a entalpia do vapor na entrada e na saída da turbina. Com esses valores, pode-se calcular a energia fornecida pelo vapor e, consequentemente, a eficiência da turbina. Se a eficiência for alta, o layout é viável. b) Não há informações suficientes na pergunta para responder a essa pergunta. Seria necessário saber mais sobre as embalagens e como elas são afetadas pelo processo descrito. c) Para aumentar a eficiência do sistema, seria possível utilizar um ciclo de Rankine com reaquecimento. Nesse ciclo, o vapor é superaquecido e, em seguida, passa por uma turbina. Depois, o vapor é reaquecido e passa por outra turbina. Esse processo aumenta a eficiência do ciclo. Além disso, seria possível utilizar um condensador para recuperar o calor do vapor de escape e utilizá-lo para pré-aquecer a água de alimentação da caldeira.

A turbina vai ser alimentada pelo vapor superaquecido a uma taxa de 10 kg/s e a uma temperatura e pressão de 300˚ C e 400 kPa. O trabalho gerado pela turbina é de 5 MW, e o vapor de escape é direcionado até o autoclave. Considerando um sistema ideal e considerando as trocas de calor como processos internamente reversíveis, discorra:

a)  O layout apresentado pelo engenheiro é viável?

b)  As embalagens estarão aptas para serem utilizadas? Considerando ser necessario esterelizalas com vapor na temperatura de 90 graus e 5 kg/s.

c)  Quais alterações no sistema você recomendaria para o empresário de modo a suprir as necessidades da fábrica ou possivelmente aumentar a eficiência do sistema proposto pelo engenheiro?