Uma turbina com escoamento em regime estacionário recebe gás nas condições recebe gás nas condições de 500 K e 6 bar e descarrega a 371 K e 1,2 bar. Considerando o gás como ideal e a uma temperatura da vizinhança de 300 Ke Cp
, calcule:
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é calcular a potência máxima ideal (ou trabalho máximo por kg de gás) que a turbina pode entregar, considerando um processo reversível (ou seja, sem atrito nem irreversibilidades).
Conteúdo da matéria: termodinâmica de fluxo estacionário e exergia (com first and second law).
O que vamos precisar:
Conteúdo da matéria: termodinâmica de fluxo estacionário e exergia (com first and second law).
O que vamos precisar:
- Fórmula do trabalho máximo para escoamento aberto (exergia):
- Propriedades do gás ideal:
, - Dados:
T1 = 500 K, p1 = 6 bar;
T2 = 371 K, p2 = 1{,}2 bar;
T0 = 300 K;
.
Passo 2
Primeiro, calculamos a variação de entalpia por kg de gás (Δh = h1–h2).
Como , vem:
Como
Passo 3
Agora a variação de entropia por kg:
Calculemos os logaritmos:
,
.
Logo
Logo
Passo 4
Agora montamos o trabalho máximo (exergia):
Passo 5
Se a gente quiser transformar em kJ por kg, usa
: