Considere uma usina de potência a vapor de água operando segundo um ciclo de Rankine ideal. O vapor entra na turbina a 5 MPa e
e é condensado no condensador à pressão de 50 kPa . Determine a eficiência térmica desse ciclo.
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo de Rankine ideal com as seguintes pressões: entrada de vapor na turbina a
e
, condensação a
.
O objetivo é calcular a eficiência térmica
O objetivo é calcular a eficiência térmica
para o ciclo ideal, usando tabelas de vapor para obter entalpias e entropias nos quatro estados.
Passo 2
Estado
(saída da caldeira / entrada da turbina): superaquecido a
,
.
Das tabelas de vapor pega-se
Das tabelas de vapor pega-se
Passo 3
Expansão isentrópica na turbina até
:
Nas tabelas, em
encontra-se a entalpia correspondente a
(mistura líquido-vapor)
Passo 4
Estado
(saída do condensador): líquido saturado a
.
Das tabelas obtém-se
Das tabelas obtém-se
Passo 5
Bombeamento (compressão líquida de
a
): o trabalho de bomba por unidade de massa é
e a entalpia na saída da bomba é
Passo 6
Calcula-se now:
— Trabalho por kg no eixo da turbina
— Trabalho por kg no eixo da turbina
— Trabalho de bomba por kg
— Trabalho líquido por kg
— Calor de entrada por kg de vapor
Por fim, a eficiência térmica do ciclo ideal é