Considere o seguinte sistema: Uma turbina de vapor numa instalação de geração de energia elétrica foi desenhada para operar com alimentação de vapor de
a 70 bar e
, descarga a 10 bar. Faça:
Um fluxograma do processo indicando todas as informações conhecidas e aquelas que devem ser calculadas;
Um fluxograma do processo indicando todas as informações conhecidas e aquelas que devem ser calculadas;
Passo 1
Ok, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma turbina de vapor usada para gerar energia elétrica. As informações que já conhecemos são a quantidade de vapor que entra na turbina, a pressão e a temperatura desse vapor na entrada, e a pressão na saída. Vamos precisar entender como organizar essas informações em um fluxograma e identificar o que mais precisamos calcular para analisar o processo.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os elementos principais do processo. Temos o vapor de entrada, a turbina em si, e a descarga do vapor após a turbina. Cada um desses elementos terá informações específicas que já conhecemos e outras que precisaremos descobrir.
Passo 3
Agora, vamos listar as informações que já temos:
- Massa de vapor na entrada: $ 4500 , kg/h $
- Pressão na entrada: $ 70 , bar $
- Temperatura na entrada: $ 600^{\circ} C $
- Pressão na descarga: $ 10 , bar $
Passo 4
Em seguida, vamos identificar o que precisamos calcular. Normalmente, em processos de turbinas de vapor, queremos saber:
- A energia ou potência gerada pela turbina
- As propriedades termodinâmicas do vapor na saída, como temperatura e entalpia
- A eficiência do processo
Passo 5
Com essas informações, podemos estruturar o fluxograma. No início, temos a entrada de vapor com as informações conhecidas. Passando pela turbina, precisamos calcular as propriedades do vapor na saída e a energia gerada. Finalmente, na descarga, temos a pressão conhecida e podemos verificar as condições após a expansão.
Resposta
Fluxograma do Processo:
-
Entrada de Vapor:
- Informações Conhecidas:
- Massa de vapor: $ 4500 , kg/h $
- Pressão: $ 70 , bar $
- Temperatura: $ 600^{\circ} C $
- Informações a Calcular:
- Entalpia na entrada
- Informações Conhecidas:
-
Turbina de Vapor:
- Informações Conhecidas:
- Processo de expansão adiabática (assumindo)
- Informações a Calcular:
- Entalpia na saída
- Trabalho realizado pela turbina
- Eficiência da turbina
- Informações Conhecidas:
-
Descarga do Vapor:
- Informações Conhecidas:
- Pressão: $ 10 , bar $
- Informações a Calcular:
- Temperatura na saída
- Condições termodinâmicas do vapor descarregado
- Informações Conhecidas:
Esse fluxograma ajuda a visualizar as etapas do processo e as informações necessárias para uma análise completa da turbina de vapor na geração de energia elétrica.