termo 1

Uma central de potencia a vapor, operando num ciclo de Rankine, apresenta pressão máxima igual a 5 Mpa e mínima de 15 kPa. Sabendo que o valor mínimo aceitável para o título do vapor na seção de saída da turbina é 95 % e que a potencia gerada na turbina é igual a 7,5 MW, determine qual é a temperatura na seção de descarga da caldeira e a vazão em massa no ciclo.

Termodinâmica

•

UNIP

tico birico

03/06/2019

💡 5 Respostas

Andre Smaira

30.09.2019

Em um ciclo Rankine, temos que a potência gerada na turbina é dada por

\dot{W}=\dot{m}(h_2-h_3)

, em que

\(h_3\)

\(h_2\)

são as entalpias na saída e na entrada da turbina, respectivamente. Além disso,

p_3=p_{baixa}=15\;kPa

p_2=p_{alta}=5\;MPa

. Sabemos que o fluido de trabalho é água, que entra na turbina como vapor superaquecido e sai da turbina com o mínimo de 95% de vapor saturado. Por fim,

\dot{W}=7,5\;MW

Vamos analisar primeiro a saída da turbina. Temos um título $$x=0,95$$ a uma pressão de $p_3=15\;kPa$ . Nesse caso, a entalpia do líquido e vapor saturado são, respectivamente, $h_l=225,91\;kJ/kg$ e $h_v=2599,06\;kJ/kg$ . A entalpia total será então $h_3=xh_v+(1-x)h_l=2480,4\;kJ/kg$ .

Considerando a turbina isoentrópica, temos $s_2=s_3=xs_v+(1-x)s_l=0,95\cdot8,0084+0,05\cdot0,7548=7,6457\;kJ/kg\cdot K$ . Com a pressão e a entropia na entrada da turbina, encontramos a entalpia de entrada na turbina $h_2=4036,65 \;kJ/kg$ e a temperatura de saída da caldeira e entrada na turbina $\boxed{T_2=757,59\;°C}$ .

Por fim, temos $\dot{W}=\dot{m}(h_2-h_3)$ , então $\boxed{\dot{m}=\dfrac{7,5\times10^6}{(4036,65-2480,40)\times10^3}=4,82\;kg/s}$ .