Enunciado

202. Vapor de água entra em uma turbina adiabática de dois estágios a 8 MPa e 550 °C. Ele se expande no primeiro estágio a uma pressão de 2 MPa. Em seguida, o vapor é reaquecido a uma pressão constante até 550 °C, antes de ser expandido em um segundo estágio

até 200 kPa. A potência produzida pela turbina é de 80 MW. Considerando uma eficiência isentrópica de 84% para cada estágio da turbina, determine o fluxo de massa necessário para o vapor. Da mesma forma, mostre o processo em um diagrama T-s, contendo as linhas de saturação.

Passo 1

A potência da turbina real é de 80 MW. Em seguida, a saída de energia para a operação isentrópica se torna,

W ˙ s , s a i = W ˙ a , s a i η T = 80000   k W 0,84 = 95240   k W

O balanço de energia para este sistema de fluxo constante em operação isentrópica pode ser expresso na forma de taxa como

∆ E ˙ s i s t e m a = 0 = E ˙ e n t r a - E ˙ s a i

E ˙ e n t r a = E ˙ s a i

m ˙ h 1 + m ˙ h 3 = m ˙ h 2 s + m ˙ h 4 s + W ˙ s , s a i

W ˙ s , s a i = m ˙ h 1 - h 2 s + h 3 - h 4 s

Substituindo os valores,

95240 k J s = m ˙ 3521,8 - 3089,7 k J k g + 3579 - 2901,7 k J k g

que dá,

m ˙ = 85,8   k g / s

Resposta

m ˙ = 85,8   k g / s

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