Uma turbina recebe
de água de uma tubulação com
de diâmetro a uma pressão de 830 kPa e produz 10000 kW . A pressão na tubulação de saída, de
de diâmetro, é de 124 kPa . Calcule a eficiência da turbina.
Passo 1
Beleza, temos uma turbina que recebe água a um caudal volumétrico
, chega na entrada por um cano de diâmetro
a pressão
, sai por um cano de diâmetro
a pressão
e entrega potência útil
.
Conteúdo: turbomáquinas/fluxo permanente em líquido incompressível. Vamos usar o balanço de energia (equação de Bernoulli com extração de trabalho) e calcular a eficiência . Precisamos de: área dos tubos, velocidades, vazão mássica, energia específica disponível e aí sim a eficiência.
Conteúdo: turbomáquinas/fluxo permanente em líquido incompressível. Vamos usar o balanço de energia (equação de Bernoulli com extração de trabalho) e calcular a eficiência
Passo 2
Calcular as áreas e velocidades na entrada e saída do tubo.
Área de um círculo: .
Área de um círculo:
Passo 3
Calcular a vazão mássica (densidade da água
):
Passo 4
Energia específica disponível (pressão mais energia cinética):
Substituindo valores (pressões em Pa):
-
-
-
-
Logo
Passo 5
Potência disponível (teórica) na turbina:
Passo 6
Agora a eficiência é a razão entre o que se obtém e o que estava disponível:
Resposta
A eficiência da turbina é aproximadamente
.