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Enunciado

Termodinâmica - Introdução a termodinâmica da engenharia química, J.M.Smith Van Ness- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 45

Um teste operacional de uma turbina a vapor produz os resultados a seguir. Com o vapor d'água fornecido à turbina a 1.350 k P a e 375 ∘ C , a exaustão é vapor saturado a 10 k P a . Admitindo operação adiabática e variaçōes nas energias cinética e potencial despreziveis, determine a eficiência da turbina, isto é, a razão entre o trabalho real da turbina e o trabalho de uma turbina operando isentropicamente das mesmas condiçōes iniciais até a mesma pressão de exaustão.

Passo 1

Tabela F. 2 para vapor superaquecido nas condições iniciais, 1350kPa e 375 degC, e para a condição final de sat. vapor a 10kPa:

H 1 : = 3205.4 ⋅ k J k g S 1 : = 7.2410 ⋅ k J k g ⋅ K H 2 : = 2584.8 ⋅ k J k g

Se a turbina operasse isentropicamente, a entropia final seria

S 2 : = S 1

Tabela F. 2 para sat. líquido e vapor a 10Kpa

S l i q : = 0.6493 ⋅ k J k g ⋅ K S v a p : = 8.1511 ⋅ k J k g ⋅ K

H l i q : = 191.832 ⋅ k J k g H v a p : = 2584.8 ⋅ k J k g

x 2 : = S 2 - S l i q S v a p - S l i q x 2 = 0.879 H ' : = H l i q + x 2 ⋅ H v a p - H l i q )

H ' = 2.294 × 10 3 k J k g

η : = H 2 - H 1 H ' - H 1 η = 0.681

Resposta

η = 0.68 1