Vapor de água é o fluido de trabalho de um ciclo de Rankine. A análise desse ciclo mostra que os estágios de turbina têm eficiência isometrópica de...

(a) Para determinar a eficiência térmica do ciclo de Rankine, é necessário calcular a razão entre a potência líquida desenvolvida pelo ciclo e a taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho na caldeira. A eficiência térmica é dada por: η = (Potência líquida / Taxa de transferência de calor na caldeira) A potência líquida é de 80 MW. Para calcular a taxa de transferência de calor na caldeira, é necessário determinar a vazão mássica de vapor de água e a entalpia específica do vapor na entrada da turbina. Esses valores podem ser determinados a partir das informações fornecidas no problema e das tabelas de vapor de água. (b) A razão de trabalho reversa é dada por: b = (Taxa de transferência de calor no condensador / Taxa de transferência de calor na caldeira) (c) A vazão mássica de vapor de água pode ser determinada a partir da potência líquida e da eficiência térmica do ciclo. A vazão mássica é dada por: m = (Potência líquida / (Eficiência térmica x Entalpia específica do vapor na entrada da turbina)) (d) A taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho na caldeira pode ser determinada a partir da vazão mássica de vapor de água, da entalpia específica do vapor na entrada da turbina e da entalpia específica do líquido de alimentação. A taxa de transferência de calor é dada por: Qin = m x (h1 - h4) (e) A taxa de transferência de calor do vapor de água do condensador pode ser determinada a partir da vazão mássica de vapor de água, da entalpia específica do vapor na saída da turbina e da entalpia específica do líquido de alimentação. A taxa de transferência de calor é dada por: Qout = m x (h3 - h4) (f) A vazão mássica da água de arrefecimento do condensador pode ser determinada a partir da taxa de transferência de calor no condensador, da entalpia específica da água na entrada e na saída do condensador e do calor específico da água. A vazão mássica é dada por: mc = (Qout / (c x (T2 - T1))) Onde c é o calor específico da água, T1 é a temperatura de entrada da água de arrefecimento (15°C) e T2 é a temperatura de saída da água de arrefecimento (35°C).