Vapor d’água entra em uma turbina operando em regime permanente a 1000°F (537,8°C), 140 l b f / i n 2 (965,3 kPa), e uma vazão volumétrica de 21,6   f t 3 / s (0,61 m 3 / s ), e passa por um processo de expansão isentrópica até 2   l b f / i n 2 (13,8 kPa). Determine a potência desenvolvida pela turbina, em HP. Despreze os efeitos das energias cinética e potencial.

Passo 1

E simbora, galera!

Da tabela A-4E, vamo obter as propriedades do vapor em 1, assim:

v 1 = 6,173   f t 3 / l b

h 1 = 1531   B t u / l b

s 1 = 1,8827   B t u / l b R  

Daí, calculando a vazão mássica, teremos:

m ˙ = V ˙ v 1 = 21,6 f t 3 s 6,173 f t 3 l b = 3,4991 l b s

Vamos achar na Tabela A-3E, propriedades de saída desse vapor, teremos:

h f 2 = 94,02   B t u / l b

h f g 2 = 1022,1   B t u / l b

s f 2 = 0,175   B t u / l b R

s g 2 = 1,9198   B t u / l b R

Show. Cara, processo isentrópico, então s 1 = s 2 , assim:

s 2 = s f 2 + x s g 2 - s f 2 → x = 0,979

Passo 2

Calculando a entalpia agora, teremos:

h 2 = h f 2 + x h f g 2 → h 2 = 1094,4   B t u / l b

Para calcular o trabalho, partiremos da equação de energia e chegaremos em:

W = m ˙ ( h 1 - h 2 )

Substituindo nossos dados, teremos:

W = 3,4991 l b s 1531 - 1094,4 B t u l b 1   h p 2545 B t u h 3600 s 1 h = 2161   h p    

Resposta

W = 2161   h p

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