Uma turbina a vapor opera de forma reversível em uma planta de energia. O vapor entra na turbina a 8 MPa e
num fluxo mássico de
. Tomando as devidas considerações possíveis calcule a quantidade de trabalho gerada (
), o estado e a temperatura do fluido na saída da turbina quando a pressão de saída for:
20 kPa
20 kPa
Passo 1
O enunciado descreve uma turbina a vapor que opera de forma reversível e adiabática, portanto faz uma expansão isentrópica do vapor de entrada em
,
até
. O fluxo mássico é
. Vamos usar tabelas de vapor para obter entalpias e entropias e aplicar a condição isentrópica para achar o trabalho ideal e o estado na saída.
Passo 2
Na entrada da turbina, pelo vapor superaquecido a
e
, tabelas fornecem aproximadamente:
Passo 3
Como a expansão é isentrópica, temos
Em
, o vapor está na zona bifásica. Das tabelas de vapor saturado:
A qualidade do vapor na saída é
Passo 4
Ainda em
, tabelas dão
Logo, a entalpia na saída é
O trabalho específico ideal da turbina é
Passo 5
Multiplicando pelo fluxo mássico, a potência ideal gerada é
A temperatura de saturação em
é
Portanto, na saída temos uma mistura saturada a
,
e qualidade
.
Resposta
Estado de saída: mistura saturada em