Ar a 1175 K e 8 bar é admitido em uma turbina operando em regime permanente e sofre um processo de expansãoa adiabático até 1 bar. A eficiência isentrópica da turbina é de 92%. Empregando o modelo de gás ideal com k = 1,4 , determine (a) o trabalho desenvolvido pela turbina, em kJ por kg de ar em escoamento, e (b) a temperatura na saída, em K. Despreze os efeitos das energias cinética e potencial podem ser desprezados.

Passo 1

Simbora lá, galera!

Bora olhar na tabela A-22 pra gente encontrar a entalpia na entrada. Quando formos olhar, veremos a necessidade de fazer interpolação, encontrando então:

h 1 = 1248,5 k J k g

A gente consegue encontrar a temperatura ideal na saída utilizando uma relação do processo isentrópico, temos:

T 2 s = T 1 p 2 p 1 k - 1 k

Substituindo, e tendo k = 1,4 , teremos:

T 2 s = 1175   K 1 8 0,4 1,4 = 650   K

Olhando a tabela denovo, só que agora obervando nossa temperatura ideal de saída, conseguiremos encontrar por interpolação que:

h 2 s = 659,84   k J / k g

Passo 2

Temos que o trabalho desenvolvido pela turbinda pode ser dado por:

η = W m h 1 - h 2

Assim, substituindo as informações no enunciado e os dados que encontramos, teremos:

0,92 = W m 1248,5 - 659,84 → W m = 541,6   k J / k g

Para calcular a entalpia na saída, temos:

W m = ( h 1 - h 2 )

Substituindo os dados:

541,6 = 1248,5 - h 2 → h 2 = 706,9   k J / k g

Da tabela A-22, interpolando, encontraremos que a temperatura de saída será de:

T 2 = 694   K

Resposta

  1. 541,6 kJ/kg
  2. 694 K
Ver Outros Exercícios desse livro