Enunciado

210. Para controlar a potência produzida por uma turbina a vapor isentrópica, uma válvula de estrangulamento é colocada na linha de fornecimento de vapor na entrada da turbina, como mostrado na figura. Vapor a 6 MPa e 400 °C é fornecido à entrada do estrangulador, e a pressão dos gases de escape da turbina é ajustada em 70 kPa. Compare o trabalho produzido pela turbina a vapor, em kJ/kg, no momento em que a válvula de estrangulamento estiver

completamente aberta (de modo que não haja perda de pressão) e também no momento em que estiver parcialmente fechada, de modo que a pressão na entrada da turbina seja de 3 MPa.

Passo 1

Admitindo somente uma entrada e uma saída e fazendo um balanço de energia na turbina, podemos escrever,

∆ 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 = W ˙ a , s a i + m ˙ h 2

W ˙ a , s a i = m ˙ h 1 - h 2

Passo 2

Com a válvula completamente aberta teremos,

w s a i = h 1 - h 3 = 3178,3 - 2319,6 = 858,6 k J k g

Passo 3

Com a válvula parcialmente fechada teremos,

w s a i = h 2 - h 3 = 3178,3 - 2428,4 = 749,9 k J k g

Resposta

w s a i = 858,6 k J k g

w s a i = 749,9 k J k g

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