Enunciado

Uma turbina é alimentada com vapor d’água a 25   M P a e 550 ° C . A pressão e a temperatura na seção de descarga da turbina são iguais a 5   M P a e 325 ° C . Sabendo que a vazão de vapor é 70   k g / s , determine a potência fornecida pelo equipamento e as duas eficiências da turbina.

Passo 1

Opa, tudo bem?

Bora resolver essa questão comigo?

Se ajeita ai e vamos lá!

Começamos o nosso problema obtendo na Tabela B.1 as propriedades de alimentação e descarga do nosso sistema:

h i = 3335,6   k J / k g

s i = 6,1765   k J / k g ⋅ K

h e = 2996,5   k J / k g

s e = 6,3289   k J / k g ⋅ K

Aplicando a equação de energia em nosso processo, obtemos:

w T , r e a l = h i - h e

w T , r e a l = 3335,6 - 2996,5

w T , r e a l = 339,1   k J / k g

Passo 2

Considerando uma turbina ideal isentrópica (adiabática e reversível), temos:

s e , i d e a l = s i = 6,1765   k J / k g

Obtemos para essa entropia, na Tabela B.1, uma entalpia de:

h e , i d e a l = 2906,6   k J / k g

Calculando o trabalho ideal:

w T , i d e a l = h i - h e , i d e a l

w T , i d e a l = 3335,6 - 2906,6

w T , i d e a l = 429   k J / k g

Passo 3

Agora, devemos calcular o trabalho reversível da turbina, então:

w r e v = w T , r e a l + T 0 ( s e - s i )

w r e v = 339,1 + 298,15 ⋅ ( 6,3289 - 6,1765 )

w r e v = 384,54   k J / k g

Passo 4

O problema nos pede a potência fornecida pelo equipamento, então:

P = m ˙ ⋅ w T , r e a l

P = 70 ⋅ 339,1

P = 23.737   k J

Por fim, nos pede para determinarmos as duas eficiências da turbina:

n T = w T , r e a l w T , i d e a l = 339,1 429

n T = 0,79

E

n I I = w T , r e a l w r e v = 339,1 384,54

n I I = 0,88

Viu, nem foi difícil né?

Até a próxima questão!

Resposta

P = 23.737   k J

n T = 0,79

n I I = 0,88

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