Vapor de água a 45 bar e
são expandidos numa turbina. Se a expansão fosse reversível, o vapor exausto estaria saturado.
Neste caso (reversível), qual seria a potência disponível, e qual a temperatura do vapor?
Neste caso (reversível), qual seria a potência disponível, e qual a temperatura do vapor?
Passo 1
Resumo do enunciado: Temos vapor de água superaquecido a 45 bar e 650 °C que se expande reversivelmente numa turbina até ficar saturado na saída. Precisamos calcular (1) a “potência” disponível na expansão (que, como não foi dado fluxo mássico, vamos expressar como trabalho específico
em kJ/kg ou kW por kg/s) e (2) a temperatura de saída do vapor saturado.
Conteúdo: Termodinâmica de vapor – uso de tabelas de vapor para entalpia e entropia
, expansão isentrópica reversível, condição de vapor saturado na saída.
Conteúdo: Termodinâmica de vapor – uso de tabelas de vapor para entalpia
Passo 2
Obter
e
no estado inicial (45 bar, 650 °C) a partir das tabelas de vapor superaquecido.
Teoria: numa expansão isentrópica (reversível e adiabática) temos
Teoria: numa expansão isentrópica (reversível e adiabática) temos
Na saída queremos vapor saturado, ou seja
onde
é a entropia do vapor saturado a pressão
.
Passo 3
Consulta a tabela (interpolando entre 40 e 50 bar a 650 °C) e acha, por exemplo:
Agora igualamos
e achamos em qual pressão de saturacão essa entropia aparece. Interpolando nos valores de
das tabelas de saturação:
Passo 4
Com
determinado, buscamos na tabela de saturação a temperatura de saturação:
Passo 5
Na mesma pressão
obtemos a entalpia do vapor saturado
:
Passo 6
O trabalho específico disponível (ou “potência” por kg/s) é
Se você tivesse, por exemplo, 1 kg/s de vapor, isso dá 848 kW.
Resposta
Trabalho específico
(ou 848 kW por kg/s) e temperatura de saída
.