Uma termoelétrica utiliza o vapor superaquecido na sua geração. O vapor deixa a caldeira com uma pressão igual a 5000 kPa e temperatura de
. A condensação do vapor ocorre numa pressão igual a 75 kPa . Determine:
O calor rejeitado no condensador.
O calor rejeitado no condensador.
Passo 1
Beleza, o exercício é de Ciclo Rankine (termoelétrica) e pede o calor rejeitado no condensador. Temos vapor superaquecido saindo da caldeira a 5000 kPa e 350 °C, que expande na turbina até a pressão de condensação de 75 kPa. Pra resolver, a gente vai precisar de tabelas de vapor (ou dados de propriedade): entalpia e entropia do estado superaquecido, propriedades de líquido e vapor saturado a 75 kPa.
Passo 2
Estado 1 (saída da caldeira / entrada da turbina):
– P₁ = 5000 kPa, T₁ = 350 °C
Da tabela de vapor superaquecido:
– P₁ = 5000 kPa, T₁ = 350 °C
Da tabela de vapor superaquecido:
Passo 3
Estado 2 (saída da turbina, antes do condensador):
A expansão na turbina é isentrópica, então
Na pressão de condensação P₂ = 75 kPa, da tabela saturada:
,
(kJ/kg·K)
Calculamos o título no escoamento:
A expansão na turbina é isentrópica, então
Na pressão de condensação P₂ = 75 kPa, da tabela saturada:
Calculamos o título
Então a entalpia no estado 2 é
Passo 4
Estado 3 (saída do condensador, líquido saturado a 75 kPa):
Passo 5
O calor rejeitado no condensador, por kg de vapor, é a diferença entre
e
:
Resposta
O calor rejeitado no condensador é aproximadamente
por quilograma de vapor.