Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Capítulo 8.Problemas - Ex. 117

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desse livro

Gás argônio entra em uma turbina adiabática a 1.500   ° F e 200   p s i a a uma taxa de 40   l b m / m i n , saindo a 30   p s i a . Considerando que a potência produzida pela turbina é de 95   h p , determine (a) a eficiência isentrópica e (b) a eficiência de segunda lei da turbina. Considere que a vizinhança está a 77   ° F .

Passo 1

Vamos lá, estudantes! Ana lise Existe apenas uma entrada e uma saída, logo m 1 = m 2 = m . Tomamos a turbina isentrópica como o sistema, que é um volume de controle, uma vez que a massa atravessa o limite. (a) O balanço energético para este sistema de fluxo constante pode ser expresso na forma de taxa como

Das relações isentrópicas,

Então a potência de saída da turbina isentrópica torna-se

Passo 2

Então a eficiência isentrópica da turbina é determinada a partir,

(b) Usando a relação de balanço energético de fluxo constante W o u t = m c p ( T 1 - T 2 ) acima, a temperatura real de saída da turbina é determinada como

A geração de entropia durante este processo pode ser determinada a partir de um balanço de entropia na turbina,

Onde,

Passo 3

A exergia destruída durante um processo pode ser determinada a partir de um equilíbrio de exergia ou directamente a partir da sua definição,

Então o poder reversível e a eficiência da segunda lei tornam-se,

E,

Resposta

a )   η T = 77.1 %

b )   η I I = 86.9 %

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