Vapor é produzido a 70 bar e temperatura desconhecida. Uma pequena quantidade deste vapor é alimentada a uma válvula de expansão. O vapor que deixa esta válvula está a 1 bar e
. O vapor restante é alimentado a uma turbina, onde é então adiabaticamente expandido até a pressão atmosférica.
Qual é a temperatura do vapor alimentado à turbina?
Qual é a temperatura do vapor alimentado à turbina?
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede. A gente tem vapor a 70 bar e temperatura que não sabemos. Uma parte dele passa por uma válvula de expansão (processo isentrópico de Joule–Thomson? Na verdade isenthalpético), e sai a 1 bar e 400 °C. O resto vai pra uma turbina e expande adiabaticamente até 1 bar. A pergunta é: qual era a temperatura inicial desse vapor a 70 bar que alimenta a turbina?
Conteúdo: Termodinâmica do vapor (tabelas de vapor), entalpia constante em válvula de expansão, uso de tabela de vapor superaquecido para achar propriedades.
Conteúdo: Termodinâmica do vapor (tabelas de vapor), entalpia constante em válvula de expansão, uso de tabela de vapor superaquecido para achar propriedades.
Passo 2
Teoria envolvida:
- Em válvula de expansão (Joule–Thomson ideal) não há variação de entalpia, logo
- A gente usa tabelas de vapor superaquecido para ler valores de entalpia
em função de e . - Depois, com esse mesmo valor de
, voltamos na tabela de superaquecido a 70 bar e “caçamos” a temperatura que dá esse .
Passo 3
Primeiro, pega na tabela de vapor superaquecido a 1 bar e 400 ° C o valor de entalpia
.
Na tabela:
Na tabela:
Passo 4
Como a válvula é isenthalpética, a entalpia de entrada (que é a mesma que vai pra turbina) vale:
Passo 5
Agora vamos à tabela de vapor superaquecido a 70 bar e buscamos a temperatura que tenha
.
Na tabela vemos, por exemplo:
Na tabela vemos, por exemplo:
- a 450 °C,
- a 460 °C,
Fica entre 459 e 460 °C.
Passo 6
Interpolando rapidamente (ou simplesmente arredondando), obtemos:
Resposta
A temperatura do vapor alimentado à turbina é aproximadamente 459 °C.