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Enunciado

Termodinâmica - Introdução a termodinâmica da engenharia química, J.M.Smith Van Ness- Ed: 7º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 43

Vapor d'água, alimentado a 4.000 k P a e 400 ∘ C , passa por uma expansão reversível e adiabática em uma turbina.

(a) Para qual pressão na descarga a corrente de saída é formada por vapor saturado?

(b) Para qual pressão na descarga a corrente de saída é formada por vapor úmido com qualidade igual a 0,95 ?

Passo 1

Dados, Tabela F.2, vapor superaquecido a 4000kPa e 400degC:

S 1 : = 6.7733 ⋅ J g m ⋅ K para ambas partes do problema: S 2 : = S 1

(a) Então, estamos procurando a pressão na qual o vapor saturado tem a entropia dada. Isso ocorre a uma pressão logo abaixo de 575 kPa. Por interpolação,

P 2 = 572.83 ⋅ k P a

Passo 2

(b) Para o vapor úmido, a entropia é dada por

x : = 0.9 5 S 2 = S l i q + x ⋅ S v a p - S l i q )

Portanto, devemos encontrar a pressão para a qual essa equação é satisfeita. Isso ocorre a uma pressão pouco acima de 250 kPa. A 250 kPa:

S liq  : = 1.6071 ⋅ J g m ⋅ K S vap  : = 7.0520 ⋅ J g m ⋅ K

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

S 2 = 6.7798 J g m ⋅ K

Ligeiramente > 6.7733

Por interpolação P 2 = 250.16 ⋅ k P a

Resposta

a P 2 = 572.83 ⋅ k P a

(b) P 2 = 250.16 ⋅ k P a