Enunciado

A Fig. 11.39 mostra o esquema de uma central de potência que utiliza um ciclo binário e o diagrama T - s correspondente. Observe que as pressões e temperaturas importantes do ciclo também estão indicadas na figura. Sabendo que a máxima temperatura no ciclo a vapor, aquela na seção de descarga do superaquecedor (ponto 4), é 500 ° C , determine:

  1. A relação entre as vazões em massa de mercúrio e de água no trocador de calor que condensa mercúrio e vaporiza a água.
  2. O rendimento térmico deste ciclo ideal.

Os dados referentes ao mercúrio na região de saturação são:

Passo 1

Olá pessoal, tudo certo com vocês? Espero que sim 😊. Vamos entender melhor essa questão?

Ela é bastante simples, basicamente é aplicação de fórmulas, nos próximos passos vocês podem relembrar dessas fórmulas.

Passo 2

Certo! Primeiro vamos para o ciclo de mercúrio, note que:

s d = s c = 0,4954 = 0,1034 + x d × 0,5039

x d = 0,7779

h b = h a - w P   H G ≈ h a (uma vez que a v F é muito pequeno)

q H = h c - h a = 364,04 - 42,21 = 321,83   k J / k g

q L = h d - h a = 270,48 - 42,21 = 228,27   k J / k g

Passo 3

Do mesmo modo para ciclo a vapor, temos

s 5 = s 4 = 7,0097 = 0,6493 + x 5 × 7,5009

x 5 = 0,8480

h 5 = 191,83 + 0,848 × 2392,8 = 2220,8

Logo,

w P ≈ v 1 P 2 - P 1 = 0,00101 4688 - 10 = 4,7   k J / k g

h 2 = h 1 + w p = 191,8 + 4,7 = 196,5

q H d o   m e r c u r i o = h 3 - h 2 = 2769,9 - 196,5 = 2600,4

q H f o n t e   e x t . = h 4 - h 3 = 3437,4 - 2796,9 = 640,5

Passo 4

Vamos lembrar que, pela 1ª lei, temos

m m e r c u r i o h d - h a = m a g u a h 3 - h 2

m m e r c u r i o m a g u a = 2796,9 - 196,5 270,48 - 42,21 = 11,392

Para 1   k g de água, obtemos:

q H   T O T A L = m m e r c u r i o m a g u a h c - h b + ( h 4 - h 3 )  

Passo 5

Já estamos quase terminando pessoal! Note que, todo q L é do condensador de água, logo:

q L = h 5 - h 1 = 2220,8 - 191,8 = 2029,0   k J

w l i q = q H - q L = 4306,8 - 2029,0 = 2277,8   k J

Portanto o rendimento é

η t e r m = w l i q q H = 2277,8 4306,8 = 0,529

Passo 6

Pronto! Finalizamos a questão 😊. Nos vemos na próxima questão. OK? Até mais.

Resposta

a )   m m e r c u r i o m a g u a = 11,392

b ) η t e r m = 0,529

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um sistema de refrigeração por absorção que recebe calor de uma fonte a 95 °C e mantém o espaço refrigerado a 0 °C tem COP igual a 3,1. Considerando que a temperatura ambiente é 19 °C, essa alegação p
Como é definido o coeficiente de performance de um sistema de refrigeração por absorção?
As extremidades de um fio de ferro e de um fio de constantan são ligadas formando um circuito fechado. Em um dado momento, ambas as junções são aquecidas e mantidas à mesmatemperatura. Você espera que
Um sistema de refrigeração por absorção recebe calor de uma fonte a 120 °C e mantém o espaço refrigerado a 0 °C. Considerando que a temperatura do ambiente é 25 °C, qual é o COP máximo que esse sistem
Um refrigerador termoelétrico remove calor de um espaço refrigerado a -5 °C a uma taxa de 130 W e o rejeita para um ambiente que está a 20 °C. Determine o coeficiente máximo de performance que esse re