Ar entra em uma turbina operando em regime permanente a
bar e com um fluxo de massa de
, e deixa a turbina a 290 K e 5 bar. As velocidades na entrada e saída são, respectivamente,
e
. Efeitos de energia potencial podem ser desprezados. Se a potencia desenvolvida é 815 kW , determine a taxa de transferência de calor, em kW, para um volume de controle que envolve a turbina.
Passo 1
O enunciado descreve uma turbina em regime permanente, com fluxo mássico
. O fluido entra a
,
e
, e sai a
,
e
. A potência desenvolvida é
. Desprezamos energia potencial. Precisamos aplicar o balanço de energia em escoamento estacionário para determinar a taxa de calor
.
Passo 2
Escrevemos o balanço de energia para escoamento estacionário (SFE):
Como desprezamos variação de energia potencial, temos
.
Passo 3
Para estimar
adotamos fluido ideal com calor específico constante. Tomamos
Logo
Multiplicando por
:
Passo 4
Calculamos a variação de energia cinética por unidade de massa:
Então
Passo 5
Isolando
no SFE: