Enunciado

Um dispositivo êmbolo/cilindro opera de forma cíclica, com vapor d'água como fluido de trabalho, executando as seguintes etapas:

  • Vapor d'água saturado a 300 (psia) é aquecido, a uma pressão constante, até 900   ∘ F .
  • Então, o vapor passa por uma expansão reversível e adiabática até a temperatura inicial de 417,35   ∘ F
  • Finalmente, o vapor é comprimido em um processo isotérmico, mecanicamente reversível, até o estado inicial.

Qual é a eficiência térmica do ciclo?

Passo 1

Tabela F.4, sat.vapor, 300(psi):

T 1 : = ( 417.35 + 459.67 ) ⋅  rankin e H 1 : = 1202.9 ⋅ B T U l b m

T 1 = 877.02  rankine S 1 : = 1.5105 ⋅ B T U l b m ⋅ r a n k i n e

Vapor superaquecido a 300 (psi) e 900 degF

H 2 : = 1473.6 ⋅ B T U l b m S 2 : = 1.7591 ⋅ B T U l b m ⋅  rankine  S 3 : = S 2

Q 12 : = H 2 - H 1 Q 31 : = T 1 ⋅ s 1 - S 3 ) Q 31 = - 218.027 B T U l b m

Para o ciclo, a mudança de energia interna = 0

W cycle  = - Q cycle  = - Q 12 - Q 31 η = - W cycle  Q 12

Em que

η : = 1 + Q 31 Q 12 η = 0.1946

Resposta

η = 0.194 6

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