Vapor d’água entra em uma turbina operando em regime permanente a 5 bar, 320°C e uma vazão volumétrica de 0,65 e sofre uma expansão adiabática até a saída de 1 bar, 160°C. Os efeitos das energias cinéticas e potencial podem ser desprezados. Determine para a turbina (a) a potência desenvolvida, em kW, (b) a taxa de geração de entropia, em kW/K, e (c) a eficiência isentrópica da turbina.
Passo 1
Simbora lá, família!
Na tabela A-4, conseguimos encontrar propriedades para essa condição de entrapa, visto que tá entrando vapor superaquecido, assim:
Já na saída, também temos algo na região superaquecida, então, olhando novamente a tabela:
Show, conseguimos uns dados bacanas!
Passo 2
Bora calcular o fluxo mássico desse trem, teremos que:
Assim, conseguimos calcular a potência da turbina através de:
Substituindo, teremos:
Passo 3
Para calcular a taxa de produção de entropia, temos:
Precisamos apenas substituir também, assim, chegaremos:
Passo 4
Para o processo isentrópico temos que . Para uma pressão , bora na tabela A-4 achar umas propriedades, teremos:
Daí, vamos calcular a temperatura de saída da turbina por interpolação, encontrando então que:
E, com isso, calculando a entalpia na saída, teremos:
Logo, nossa eficiência isentrópica será dada por:
Resposta
- 371,33 kW
- 0,1547 kW/K
- 85,33%