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:
Assumindo que a turbina é adiabática e que foi bem projetada, calcule a energia gerada pela turbina
Assumindo que a turbina é adiabática e que foi bem projetada, calcule a energia gerada pela turbina
Passo 1
Beleza, vamos dar uma resumida no que o exercício está pedindo. Temos uma turbina de vapor que opera com um fluxo de vapor de
a uma pressão de
e temperatura de
. Ela descarrega o vapor a
. A turbina é adiabática (não troca calor com o ambiente) e foi bem projetada. Nosso objetivo é calcular a energia gerada por essa turbina. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente relacionados a processos adiabáticos e entalpia.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que significa um processo adiabático e uma turbina bem projetada. Um processo adiabático não troca calor com o ambiente, então toda a energia está relacionada à variação da entalpia do vapor. Uma turbina bem projetada geralmente opera de forma isentrópica, ou seja, o processo ocorre a entropia constante. Isso simplifica nossos cálculos.
Passo 3
Vamos começar calculando a entalpia do vapor na entrada da turbina (
). Para isso, usamos as tabelas de vapor ou diagramas de Mollier para encontrar a entalpia correspondente a
e
.
Usando as tabelas de vapor, por exemplo, encontramos que para
e
, a entalpia (
) é aproximadamente
.
Passo 4
Agora, vamos determinar a entalpia na saída da turbina (
) a
. Como o processo é isentrópico, a entropia na entrada é igual à entropia na saída (
).
Consultando as tabelas de vapor para
, procuramos o valor de entalpia correspondente à mesma entropia de entrada. Supondo que encontramos
.
Passo 5
Com as entalpias de entrada e saída, podemos calcular a variação de entalpia (
):
Passo 6
Agora, vamos calcular a energia gerada pela turbina. Sabemos que a energia (
) é dada pela multiplicação da variação de entalpia (
) pela vazão mássica (
):
A vazão mássica está em $ kg/h $, então precisamos converter para $ kg/s $:
Agora, calculamos a energia:
Resposta
A energia gerada pela turbina é de aproximadamente
.