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Enunciado

Termodinâmica - Introdução a termodinâmica da engenharia química, J.M.Smith Van Ness- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 18

Uma turbina a vapor opera adiabaticamente em um nível de potência de 3.500   k W . Vapor d'água entra na turbina a 2.400 k P a e 500 ∘ C e sai da turbina como vapor saturado a 20 k P a . Qual é a vazão de vapor que atravessa a turbina, e qual é a sua eficiência?

Passo 1

Wdot   : = - 3500 ⋅ k W Dados da Tabela  F.2:

H 1 : = 3462.9 ⋅ k J k g H 2 : = 2609.9 ⋅ k J k g S 1 : = 7.3439 ⋅ k J k g ⋅ K

Por Eq 7.13

mdot   : =  Wdot  H 2 - H 1 m d o t = 4.103 k g s e c

Para expansão isentrópica, a exaustão é vapor úmido:

S liq  : = 0.8321 ⋅ k J k g ⋅ K S v a p : = 7.9094 ⋅ k J k g ⋅ K S 2 : = S 1

x : = S 2 - S l i q S v a p - S l i q x = 0.92 (qualidade)

H l i q : = 251.453 ⋅ k J k g H v a p : = 2609.9 ⋅ k J k g

H 2 : = H l i q + x ⋅ H v a p - H l i q ) H 2 = 2.421 × 10 3 k J k g

η : = H 2 - H 1 H 2 - H 1 η = 0.819

Resposta

m d o t = 4.103 k g s e c

η = 0.81 9