Vapor d’água entra em uma turbina adiabática a 8 MPa e 500°C com uma vazão de 3 kg/s e sai a 30 kPa. A eficiência isentrópica da turbina é de 0,90. Desprezando a variação da energia cinética do vapor d’água, determine a potência produzida pela turbina.
Para responder a essa pergunta devemos utilizar nossos conhecimentos sobre as Leis da Termodinâmica.
Primeiramente, vamos avaliar as propriedades termodinâmicas utilizando uma tabela de propriedades. Para o vapor d’água a e , temos uma entalpia de entrada de e uma entropia de entrada de .
Vamos considerar agora o processo ideal, que ocorre de maneira isentrópica, ou seja, não há variação na entropia. Temos então que, na saída, , com . Vamos avaliar a entropia do vapor d’água e da água líquida a essa pressão, para podemos descobrir o título x na saída, sendo e . Temos então que o título na saída será: .
Com esse título calculamos a entalpia ideal na saída, da seguinte maneira: .
De posse desses dados, podemos aplicar a Primeira Lei da Termodinâmica para encontrar a potência produzida caso a turbina trabalhasse de forma isentrópica. Para uma turbina adiabática temos: .
Finalmente, sabemos que a eficiência isentrópica da turbina é dada pela razão entre a potência que ela fornece realmente e a potência que ela forneceria caso trabalhasse idealmente. Logo, .
Portanto, a potência produzida pela turbina é .
Para responder a essa pergunta devemos utilizar nossos conhecimentos sobre as Leis da Termodinâmica.
Primeiramente, vamos avaliar as propriedades termodinâmicas utilizando uma tabela de propriedades. Para o vapor d’água a e , temos uma entalpia de entrada de e uma entropia de entrada de .
Vamos considerar agora o processo ideal, que ocorre de maneira isentrópica, ou seja, não há variação na entropia. Temos então que, na saída, , com . Vamos avaliar a entropia do vapor d’água e da água líquida a essa pressão, para podemos descobrir o título x na saída, sendo e . Temos então que o título na saída será: .
Com esse título calculamos a entalpia ideal na saída, da seguinte maneira: .
De posse desses dados, podemos aplicar a Primeira Lei da Termodinâmica para encontrar a potência produzida caso a turbina trabalhasse de forma isentrópica. Para uma turbina adiabática temos: .
Finalmente, sabemos que a eficiência isentrópica da turbina é dada pela razão entre a potência que ela fornece realmente e a potência que ela forneceria caso trabalhasse idealmente. Logo, .
Portanto, a potência produzida pela turbina é .
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