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 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:
  1. Identificar o estado de entrada na caldeira (líquido saturado à pressão da caldeira).
  2. Identificar o estado de saída (vapor superaquecido a 5000 kPa e 350 °C).
  3. Consultar nas tabelas de vapor as entalpias desses dois estados.
  4. Calcular .

Passo 2

Definindo os estados:
– Estado 2 (entrada da caldeira): líquido saturado a qrm in = hrm sup ;-; hrm f@5000 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

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
hrm f@5000 approx 1084;kJ/kg
– A 5000 kPa e 350 °C (superaquecido), a entalpia costuma ser
hrm sup approx 3115;kJ/kg

Passo 4

Substituindo em
qrm in = hrm sup - hrm f@5000,
temos
qrm in = 3115;kJ/kg ;-; 1084;kJ/kg = 2031;kJ/kg

Resposta

O calor fornecido na caldeira é aproximadamente
boxedqrm in approx 2031;kJ/kg

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