Exemplo 05: A turbina a vapor de uma central termoelétrica recebe vapor a 3000 kPa e
. Vinte por cento do vapor é extraído a 600 kPa para aquecimento da água de alimentação da caldeira, e o restante é expandido até 200 kPa e depois extraído da turbina. Determine a temperatura do vapor nos dois pontos de extração e a potência gerada pela turbina.
Passo 1
Resumindo o enunciado: chega vapor na turbina a
kPa e
. Sai uma fração de
do fluxo à pressão de extração
kPa e o restante
continua até
kPa. Queremos determinar a temperatura e entalpia nos pontos de extração (estados 2 e 3) e a potência gerada pela turbina. O conteúdo é passagem de vapor em regime permanente, adiabática
e assumimos reversível (
constante).
Passo 2
Escrevemos as equações de balanço no controle-volumétrico da turbina:
Continuidade
Continuidade
Energia
Entropia (reversível,
)
Passo 3
Propriedades no estado 1
kPa e
obtidas em tabela de vapor superaquecido:
Passo 4
Estado 2:
kPa e
.
Na tabela de vapor superaquecido a kPa temos, por interpolação,
Na tabela de vapor superaquecido a
Passo 5
Estado 3:
kPa e
.
Usando a tabela de vapor superaquecido a kPa e interpolando no parâmetro entropia,
Usando a tabela de vapor superaquecido a
Passo 6
Escolhemos uma vazão mássica total conveniente
. Então
e .
Da equação de energia vérou-metro
e
Da equação de energia vérou-metro
Resposta
Temperaturas de extração:
,
.
Potência gerada pela turbina: .
Potência gerada pela turbina: