)Vapor d’água a 200 Psia e
, possui uma entalpia de
e volume 3,058
, entra em uma turbina através de um tubo com 3 polegadas de diâmetro e uma velocidade de
. A exaustão da turbina é feita através de um tubo com 10 polegadas de diâmetro e encontra-se a 5 psia e
, tendo a essa pressão e temperatura, uma entalpia de
e um volume
. Qual a potência da turbina. Fazer a questão em unidades inglesas.
Passo 1
Resumindo: temos vapor de água em regime permanente passando por uma turbina. No estado 1, a
,
,
,
, tubo de diâmetro
e velocidade
. No estado 2,
,
,
,
, tubo de diâmetro
. Conteúdo: aplicar 1ª lei do escoamento permanente (energia), incluindo termo cinético, desprezando energia potencial.
Passo 2
Calcular vazão mássica
no ingresso:
Área .
A densidade é .
Logo
Área
A densidade é
Logo
Passo 3
Pela continuidade, a velocidade de saída
satisfaz
Aqui
,
então
Passo 4
Energia cinética específica em
:
Para converter
em
divide-se por 778.
Calculando
Calculando
Logo a variação total de energia específica é
Passo 5
A potência útil é
Convertendo para
:
e usando
, obtemos
Resposta
A potência da turbina é aproximadamente
.