Vapor d’água expande em uma turbina adiabática em regime permanente, com uma potência de 5 MW . O vapor d’água entra na turbina à pressão de 60 bar e à temperatura de
. Na saída da turbina tem-se uma pressão de 0,7 bar e uma temperatura de
. Desprezando-se as variações de energia cinética e de energia potencial, pede-se calcular:
a) O fluxo de massa de vapor d’água que escoa através da turbina, em
;
b) A produção de entropia, em kW/K;
c) A eficiência isentrópica da turbina, em valores percentuais.
a) O fluxo de massa de vapor d’água que escoa através da turbina, em
b) A produção de entropia, em kW/K;
c) A eficiência isentrópica da turbina, em valores percentuais.
Passo 1
O enunciado descreve uma turbina adiabática em regime permanente que gera potência de
,kW. O vapor entra em
,bar e
e sai em
,bar e
. Vamos usar
– balanço de energia: ,
– balanço de entropia (produção interna): ,
– eficiência isentrópica: ,
além de tabelas de vapor para obter e
.
– balanço de energia:
– balanço de entropia (produção interna):
– eficiência isentrópica:
além de tabelas de vapor para obter
Passo 2
Propriedades na entrada (
,bar,
), dos manuais de vapor:
Passo 3
Propriedades na saída (
,bar,
), tiradas da tabela de vapor superaquecido:
Passo 4
Aplicando o balanço de energia
Passo 5
A produção de entropia interna em regime permanente é
Passo 6
Para a eficiência isentrópica calculamos o estado “ideal” na saída com
a
. Das tabelas a
temos
A qualidade isentrópica é
e o entalpia correspondente
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Resposta
a)
b)
c)
b)
c)