Tema 09:

Considere a planta de geração de energia mostrada na figura a seguir. O fluido de trabalho é água.

São conhecidos os seguintes dados e informações:

Estado da corrente de saída do gerador de vapor (seção 1): 15MPa e 600oC

Estado da corrente de saída do condensador (seção 3): líquido saturado a 10 kPa

Perda de carga e de calor nas tubulações desprezíveis.

Carcaças da bomba e do condensador são adiabáticas.

Perdas de carga no condensador desprezíveis, ou seja, as pressões nas correntes 1 e 2 são as mesmas. As pressões na entrada e saída da água de resfriamento também são iguais.

Perda de carga no gerador de vapor desprezível (pressões das seções 4 e 1 são as mesmas) Considerando a turbina seja alimentada com 10 kg/s de água que a operação ocorra em regime permanente, determine:

a) A máxima potência que pode ser produzida pela turbina.

b) A potência real produzida pela turbina se a sua eficiência isentrópica é de 90% e se sua carcaça puder ser considerada adiabática.

c) O calor que deve ser retirado do condensador.

d) Se o condensador for resfriado com água de resfriamento entrando no condensador a 25oC e 100kPa e se a máxima elevação de temperatura permissível for de 5oC, obtenha a vazão de água de resfriamento. Note que a água de resfriamento não se mistura com as correntes de água 2 e 3 do ciclo de Rankine.

e) A potência que deve ser fornecida para a bomba, assumindo que sua eficiência isentrópica seja de 90%.

f) O calor transferido ao fluido de trabalho no gerador de vapor.