Produtos da combustão entram em uma turbina a gás com uma pressão de estagnação de , temperatura de estagnação de e se expandem até uma pressão de estagnação de . Considerando e para os produtos da combustão e assumindo que o processo de expansão seja isentrópico, determine a saída de potência da turbina por unidade de escoamento de massa.
Passo 1
Bom, para essa questão vamos precisar determinar a potência da turbina na saída. Para isso, temos o seguinte diagrama:
Agora, vamos fazer o balanço de energia:
Desprezando as variações da energia potencial e a transferência de calor, temos:
Passo 2
Como temos a temperatura de estagnação de entrada, precisamos saber qual é a de saída. Por ser um processo de compressão isentrópico, pode ser encontrado pela relação isentrópica do gás ideal:
Não foi dado o mas não precisa entrar em desespero!! Tendo o e o podemos calcular da seguinte forma:
pode se transformar por em:
Isolando , temos:
Passo 3
Vamos calcular o pela expressão final do Passo e terminar essa questão com a potência!
Assim,
Prontinho!!