Uma central de potência a vapor d’água apresenta pressão máxima de 4MPa e temperatura de saída de caldeira de
. O ar ambiente a
mantém o condensador a
. Todos os componentes são ideais com exceção da turbina que possui uma eficiência isentrópica de
. Determine:
a) A entropia na saida da turbina real
;
b) Os trabalhos e transferência de calor específicos dos quatros componentes do ciclo
.
c) A eficiência da segunda lei da turbina
.
d) A eficiência real e a eficiência da segunda lei do ciclo considerando temperaturas de reservatórios constantes
.
a) A entropia na saida da turbina real
b) Os trabalhos e transferência de calor específicos dos quatros componentes do ciclo
c) A eficiência da segunda lei da turbina
d) A eficiência real e a eficiência da segunda lei do ciclo considerando temperaturas de reservatórios constantes
Passo 1
O ciclo é o Rankine com vapor superaquecido a
,
e condensador a
. A turbina tem eficiência isentrópica de
. O ambiente está a
. Vamos usar tabelas de vapor para as propriedades, a
.ª lei para energia e a análise de exergia para a
.ª lei.
Passo 2
Estado
(entrada da turbina): superaquecido a
. Das tabelas:
Passo 3
Expansão isentrópica até a pressão de condensação
. Como
usando tabelas a
obtemos fração seca
e
Passo 4
Turbina real:
No ponto
real, a entropia é
Passo 5
Condenser (
): vapor saturado líquido a
:
Bomba (
), trabalho (isentrópico,
):
Caldeira (
), calor fornecido
Condenser (
), calor rejeitado
Trabalhos:
Trabalho líquido
Passo 6
Eficiência térmica (
.ª lei) do ciclo:
Passo 7
Eficiência da
.ª lei da turbina (base exergética, ambiente a
K):
Passo 8
Eficiência da
.ª lei do ciclo, considerando reservatórios a
K e
K:
Resposta
a)
.
b)
c) .
d) ,
.
b)
c)
d)