Uma unidade de geração opera conforme um ciclo Rankine básico, utilizando vapor saturado. As temperaturas de geração do vapor e de condensação são respectivamente, 230^circ C e 40^circ C. Calcule para este ciclo:
O calor fornecido na caldeira.

Passo 1

Beleza, o exercício é sobre um ciclo Rankine básico usando vapor saturado. A caldeira esquenta de (condensador) até (geração de vapor). O que precisamos aqui é encontrar o calor fornecido na caldeira, ou seja, a energia que o vapor ganha pra ir de líquido (já bombeado) até vapor saturado na entrada da turbina. Vamos usar entalpias de vapor saturado nas duas temperaturas e considerar também o trabalho do bomba (embora seja bem pequeno).

Passo 2

No ciclio Rankine, o calor de entrada na caldeira por kg de fluido é
qin = h1 - h4,
onde
  • h4 = hf,40^circC + wbomba é a entalpia do vapor saturado a wbomba = vf,40^circC,(Pcaldeira-Pcond) ,
  • é a entalpia do líquido após a bomba, que é
O trabalho da bomba por kg é
Vamos buscar tudo na tabela de vapor saturado.

Passo 3

Dados das tabelas de vapor saturado:
  • A :
  • A :

    A pressão de saturação a é e a do condensador a é .

Passo 4

Calculando o trabalho da bomba:
wbomba = vf,40,l(Pcaldeira-Pcondr) =0,001,l(2,83!-!0,00738r)times10^6 approx2,82 kJ/kg
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h4 = hf,40^circC + wbomba =251,2 + 2,82 =254,02 kJ/kg

Passo 5

Agora o calor na caldeira:
qin = h1 - h4 =2822 - 254,02 approx2567,98 kJ/kg

Resposta

O calor fornecido na caldeira é aproximadamente
boxedqinapprox2568 kJ/kg

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