Os equipamentos como, bombas e turbinas, são equipamentos que funcionam através de ciclos isentrópicos. Contudo, em sistemas reais é muito difícil haver de fato processos isentrópicos. Com este conceito em mente o termo eficiência isentrópica é aplicado a tais processos reais e definido como:

η i s e n t r ó p i c a = w r e a l w i d e a l

Com isso em mente, responda.

a) Qual a eficiência isentrópica de uma turbina ideal?

b) Um fluido possui entalpia igual a 3000 k J k g ⋅ K na entrada de um turbina e 2000 k J k g ⋅ K na saída. Sabendo que essa turbina, trabalhando num processo isentrópico, gera um trabalho específico de 1500 k J k g . Calcule a eficiência isentrópica da turbina no processo irreversível.

Passo 1

A letra “a” pede a eficiência isentrópica de uma turbina ideal, ou seja, de um processo isentrópico, de um processo reversível. Temos, portanto, que o trabalho real e ideal são iguais:

η i s e n t r ó p i c a = w r e a l w i d e a l = 1 = 100 %

Passo 2

Na letra “b” devemos lembrar que, em turbinas e bombas, a variação da entalpia é igual ao trabalho, logo:

w r e a l = Δ h = 3000 - 2000 = 1000 k J k g ⋅ K

Não precisamos nos preocupar muito com o sinal, desde que lembremos que esse é um trabalho que sai do sistema!

O problema também forneceu o trabalho ideal da turbina

w i d e a l = 1500 k J k g ⋅ K

Passo 3

Basta aplicar a fórmula

η i s e n t r ó p i c o = w r e a l w i d e a l

η i s e n t r ó p i c o = 1000 1500 = 0,667 = 66,7 %

Resposta

a) η i s e n t r ó p i c a = 100 %

b)

η i s e n t r ó p i c o = 66,7 %

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