Uma termoelétrica utiliza o vapor superaquecido na sua geração. O vapor deixa a caldeira com uma pressão igual a 5000 kPa e temperatura de 350 ^circ C. A condensação do vapor ocorre numa pressão igual a 75 kPa . Determine:
O trabalho da turbina e o título de saída.

Passo 1

Beleza, o exercício diz que temos vapor superaquecido saindo da caldeira a P₁=5000 kPa e T₁=350 °C e que ele expande até a pressão de condensação P₂=75 kPa. A gente precisa achar o trabalho específico da turbina (wₜ) e o título (qualidade) do vapor na saída (x₂).
Conteúdo: Ciclo de Rankine ideal (expansão isentrópica na turbina). Vamos usar tabelas de vapor d’água para achar entalpias (h) e entropias (s) em cada estado e aplicar:
  1. processo isentrópico → s₂ = s₁
  2. na saída (mistura água+vapor) ⇒ x₂ = (s₂ – s_f)/(s_fg)
  3. h₂ = h_f + x₂·h_fg
  4. wₜ = h₁ – h₂

Passo 2

Primeiro, pegamos na tabela superaquecido (P₁=5 MPa, T₁=350 °C):

Passo 3

Como a expansão é isentrópica, igualamos entropias na saída:
Agora vamos olhar a tabela de vapor saturado à P₂=75 kPa e anotar:



Passo 4

Calcular o título (qualidade) x₂:
x2 ;=;s2-sfsfg ;=;6,585 - 0,6497,594 ;approx;0,78

Passo 5

Agora a entalpia de saída h₂ e o trabalho específico da turbina wₜ:
h2=hf+x2,hfg =191,81 + 0,78cdot2393,9 approx2062,1;kJ/kg
wt=h1-h2 =3115,3 - 2062,1 approx1053,2;kJ/kg

Resposta

Trabalho específico da turbina:

Qualidade (título) na saída:

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