Calcular a potência de uma turbina a vapor funcionando em regime permanente, sabendo-se que na entrada a entalpia específica do vapor é
e a sua velocidade é
. Na saída a entalpia específica vale
e a velocidade do vapor é
. Sabe-se que a vazão do vapor é
. [Resp.: -2081 kW]
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz: temos uma turbina a vapor em regime permanente; na entrada o vapor tem entalpia específica
e velocidade
; na saída
e
; a vazão mássica é
.
Conteúdo que vamos usar: a Primeira Lei da Termodinâmica para escoamento estacionário (equação de energia em regime permanente), convertendo unidades de kcal para kJ e de kg/h para kg/s, e também calculando energia cinética específica ( ).
Conteúdo que vamos usar: a Primeira Lei da Termodinâmica para escoamento estacionário (equação de energia em regime permanente), convertendo unidades de kcal para kJ e de kg/h para kg/s, e também calculando energia cinética específica (
Passo 2
Primeiro transforma a vazão de kg/h para kg/s:
Passo 3
Agora a variação de entalpia específica:
Como 1 kcal = 4{,}184 kJ, a gente converte:
Passo 4
Calcula a energia cinética específica na entrada e na saída:
Logo a variação
.
Passo 5
Energia específica total disponível para gerar trabalho (entalpia + cinética):
Passo 6
Aplica a equação de energia para escoamento estacionário, desprezando variação de altura e calor trocado:
Então
Como é uma turbina (gera trabalho), o sinal fica negativo no balanço:
Resposta
Potência da turbina:
.