Enunciado

39 Uma turbina adiabática é alimentada com uma msitura de CO2, H2O e N2 a 100 K e 500 kPa. A composição da mistura, na base mássica, é: 10% de CO2, 10% de H2O e 80% de N2. A vazão na seção de alimentação da turbina, é igual a 2 m3/s. A pressão e a temperatura da msitura na seção de descarga da turbina são iguais a 100 kPa e 700 K. Determine a potência fornecida pela turbina admitindo que os calores específicos dos gases são constantes. Utilize os valores indicados na tab. A.5.

Passo 1

Opaaa... vamos mais essa questão?

Nessa vamos usar a equação da energia:

W ˙ = m ˙ h 1 - h 2

W ˙ = m ˙ C P m i s t T 1 - T 2

A equação pra achar o C P da mistura:

C P m i s t = ∑ c i C P i

E pra achar o R da mistura:

R m i s t = ∑ c i R i

E também da lei dos gases:

P V = m R m i s t T

P V ˙ = m ˙ R m i s t T

Passo 2

Vamos começar calculando o R da mistura:

R m i s t = ∑ c i R i

R m i s t = 0,1 × 0,1889 + 0,1 × 0,4615 + 0,8 × 0,2968

R m i s t = 0,30248 k J k g K

E calculando a vazão:

P V ˙ = m ˙ R m i s t T

500 × 2 = m ˙ × 0,30248 × 1000

m ˙ = 3,306   k g / s

Passo 3

Calculando o C P da mistura:

C P m i s t = ∑ c i C P i

C P m i s t = 0,1 × 0,842 + 0,1 × 1,872 + 0,8 × 1,042

C P m i s t = 1,105   k J / k g K

E calculando, finalmente, a potência:

W ˙ = m ˙ C P m i s t T 1 - T 2

W ˙ = 3,306 × 1,105 × 1000 - 700

W ˙ = 1096   k W

Prontinho... acabamos. Respira e vamos pra próxima.

Resposta

W ˙ = 1096   k W

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