Uma unidade de geração opera conforme um ciclo Rankine básico, utilizando vapor saturado. As temperaturas de geração do vapor e de condensação são respectivamente,
e
. Calcule para este ciclo:
O trabalho da turbina e o título de saída.
O trabalho da turbina e o título de saída.
Passo 1
Beleza, vamos resolver um ciclo Rankine simples que opera com vapor saturado. O enunciado diz que a temperatura de geração é 230 °C (saída da caldeira, estado 1, vapor saturado) e de condensação é 40 °C (entrada do condensador, estado 2). Precisamos achar:
- Trabalho específico da turbina
(em kJ/kg). - Título (qualidade) do vapor na saída da turbina
.
Conteúdo envolvido: propriedades termodinâmicas do vapor saturado (entalpia
, entropia
), uso de tabelas de vapor, e processo isentrópico (expansão na turbina).
Passo 2
Estado 1 (saída da caldeira): vapor saturado a 230 °C.
Da tabela de vapor saturado a 230 °C, lemos:
Da tabela de vapor saturado a 230 °C, lemos:
Como é vapor saturado, a qualidade
.
Passo 3
Expansão isentrópica na turbina:
Aqui o índice “
” indica estado 2 se a expansão fosse totalmente isentrópica.
Passo 4
Estado 2 (após turbina) ocorre a 40 °C (condensador). Da tabela a 40 °C:
Como
fica entre
e
, o vapor está em mistura, com qualidade
dada por
Passo 5
Ainda no estado 2, a entalpia é
onde, na tabela a 40 °C,
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Passo 6
O trabalho específico da turbina (expansão isentrópica) é a diferença de entalpias:
Resposta
Trabalho da turbina
Título (qualidade) na saída
Título (qualidade) na saída