Uma turbina a vapor operando em regime permanente, recebe na seção 1 vapor com as seguintes características: pressão
, temperatura
, volume específico
, energia interna específica
, velocidade
e elevação
. Na saída da turbina, seção 2, o vapor tem as seguintes características: pressão
, temperatura
, volume específico
, energia interna específica
, velocidade
e elevação
. Calor é perdido para o ambiente com uma taxa
e a vazão mássica de vapor é
. Qual é a potência da turbina em CV (1 CV = 735,5 W)? (R: 771,7 cv).
Passo 1
Resumindo: temos uma turbina a vapor em regime permanente, com uma única entrada (seção 1) e saída (seção 2), vazão mássica
, e perda de calor para o ambiente
. Queremos a potência útil da turbina
em cavalos-vapor. O conteúdo da matéria é a equação de energia para escoamento permanente (
princípio aplicado ao volume de controle):
Para resolver, precisamos:
- Converter vazão mássica e
para unidades por segundo. - Calcular entalpias específicas
. - Avaliar termos cinético
e potencial . - Isolar
e converter de watts para CV.
Passo 2
Converter unidades:
Passo 3
Calcular entalpias específicas:
atm
Pa;
atm
Pa.
Numéricamente:
logo
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logo
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Passo 4
Calcular energia cinética e potencial em cada seção
:
Passo 5
Determinar a diferença de energia específica disponível:
Substituindo valores:
Passo 6
Energia por segundo convertida em potência da turbina:
\approx 566{,}41\times10^3\ \mathrm{W}.)
Passo 7
Converter para cavalos-vapor
:
Resposta
771,7 cv