Vapor d’água a 1000°F (537,8°C) e 140 lbf/ i n 2 (965,3 kPa) entra em uma turbina operando em regime permanente e é expandido até 2 lbf/ i n 2 (13,8 kPa). A vazão mássica é de 4 lb/s (1,8 kg/s) e a potência desenvolvida vale 1600 Btu/s (1688,1 kW). As perdas de calor e os efeitos das energias cinéticas e potencial podem ser desprezados. Determine a eficiência isentrópica da turbina.

Passo 1

Simbora lá, galerinha!

A partir da tabela de vapor superaquecido, encontramos que:

h 1 = 1531 B t u l b ; s 1 = 1,8827 B t u l b R

Para uma expansão isentrópica, s 2 s = s 1 , assim, se pegarmos os dados para p 2 na tabela de vapor saturado, teremos:

s f = 0,1750 B t u l b R ; s f g = 1,7488 B t u l b R

Assim,

s 2 s = s f + x 2 s s f g → x 2 s = s 2 s - s f s f g = 0,9787

Com o título e pegando os valores abaixo da tabela de vapor saturado, teremos:

h f = 94,02 B t u l b ; h f g = 1022,1 B t u l b

Logo,

h 2 s = h f + x 2 s h f g = 1094,3   B t u l b

Passo 2

Show, temos uns dados! Para calcular a eficiência isentrópica da turbina, temos:

η = W m h 1 - h 2 s

Substituindo nossos dados e informações do enunciado, teremos:

η = 1600 4 1531 - 1094,3 = 0,9159 = 91,59 %

Resposta

91,59%

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