Uma central térmica a vapor opera segundo um ciclo com as seguintes pressões e temperaturas:
- Entrada da caldeira: e
- Saída da caldeira: e
- Entrada da turbina e
- Entrada na bomba: e
- Saída da bomba:
Sabendo que a eficiência da turbina é de 86% e que a eficiência da bomba é 80%, determine o rendimento térmico deste ciclo.
Dados: Vapor d’água a 380°C e 3,8MPa e ;
As entalpias para o caso isentrópico seriam e
Passo 1
A eficiência de um ciclo de geração de potência é definida coma
Portanto, precisamos achar o trabalho da bomba, da turbina e a quantidade de calor fornecida ao ciclo.
Passo 2
Vamos calcular o trabalho gerado pela turbina. Faremos isso utilizando a relação que vêm da 1ª lei e sabemos também, pela 2ª lei que onde é a entropia do estado 6 caso se trata-se de uma adiabática reversível (isentrópica).
Assim a eficiência da turbina pode ser descrita como:
Os dados do vapor d’água fornecem e Assim
Agora, com o título, conseguimos achar
Portanto o trabalho da turbina é
Passo 3
Nesse passo iremos fazer a mesma coisa do passo 2, mas para a bomba agora, por isso vamos ter e .
Como podemos utilizar a equação para trabalho de fluxo
Portanto o trabalho da bomba é
Lembrando que o valor de também foi retirado da tabela.
Passo 4
Agora vamos calcular , que é igual a diferença de entalpia entre 4 e 3
Passo 5
Agora basta substituir e achar o rendimento