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 fornecido na caldeira.
O calor fornecido na caldeira.
Passo 1
O exercício diz que numa usina termoelétrica o vapor sai da caldeira a 5000 kPa e 350 °C (vapor superaquecido) e depois condensa a 75 kPa. A parte que nos interessa é o “calor fornecido na caldeira”, ou seja, quanta energia (por kg de vapor) a gente precisa dar ao fluido para levá-lo de líquido até aquele vapor superaquecido.
Matéria envolvida: Termodinâmica – Ciclo Rankine e tabelas de vapor. Vamos precisar:
Matéria envolvida: Termodinâmica – Ciclo Rankine e tabelas de vapor. Vamos precisar:
- Identificar o estado de entrada na caldeira (líquido saturado à pressão da caldeira).
- Identificar o estado de saída (vapor superaquecido a 5000 kPa e 350 °C).
- Consultar nas tabelas de vapor as entalpias desses dois estados.
- Calcular
.
Passo 2
Definindo os estados:
– Estado 2 (entrada da caldeira): líquido saturado a kPa. Denotamos sua entalpia
.
– Estado 3 (saída da caldeira): vapor superaquecido a kPa e
°C. Denotamos sua entalpia
.
O calor fornecido na caldeira, por kg de fluido, é
– Estado 2 (entrada da caldeira): líquido saturado a
– Estado 3 (saída da caldeira): vapor superaquecido a
O calor fornecido na caldeira, por kg de fluido, é
Passo 3
Vamos buscar os valores nas tabelas de vapor:
– A 5000 kPa, temperatura de saturação é cerca de 263,99 °C, e a entalpia do líquido saturado é
– A 5000 kPa, temperatura de saturação é cerca de 263,99 °C, e a entalpia do líquido saturado é
– A 5000 kPa e 350 °C (superaquecido), a entalpia costuma ser
Passo 4
Substituindo em
temos
Resposta
O calor fornecido na caldeira é aproximadamente