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 trabalho da turbina e o título de saída.
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:
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:
- processo isentrópico → s₂ = s₁
- na saída (mistura água+vapor) ⇒ x₂ = (s₂ – s_f)/(s_fg)
- h₂ = h_f + x₂·h_fg
- 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:
Passo 5
Agora a entalpia de saída h₂ e o trabalho específico da turbina wₜ:
Resposta
Trabalho específico da turbina:
Qualidade (título) na saída:
Qualidade (título) na saída: