Condições Reais:
- Caldeira:
Pressão
Temperatura
- Turbina:
Pressão de entrada
: 8 MPa
Temperatura de entrada (
Pressão de saída
: 10 kPa
Título de saída:
- Condensador:
Pressão
- Bomba:
Pressão de saída
: 8 MPa
Recentemente, foi observada uma queda na potência gerada pela turbina. Você deve analisar a situação considerando os seguintes cenários:
Pressão
Temperatura
Pressão de entrada
Temperatura de entrada (
Pressão de saída
Título de saída:
Pressão
Pressão de saída
Recentemente, foi observada uma queda na potência gerada pela turbina. Você deve analisar a situação considerando os seguintes cenários:
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um sistema que inclui uma caldeira, turbina, condensador e bomba, todos interligados em um ciclo termodinâmico. O problema é que a potência gerada pela turbina caiu recentemente. Vamos usar os conceitos do Ciclo Rankine, que é bem usado em usinas termoelétricas, e a primeira lei da termodinâmica para analisar o que pode estar acontecendo. Para resolver, vamos precisar entender as propriedades dos fluidos em cada etapa do ciclo e como elas afetam a potência da turbina.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as condições em cada ponto do ciclo:
-
Caldeira:
- Pressão de entrada da água
- Temperatura de entrada
- Pressão de entrada da água
-
Turbina:
- Pressão de entrada
- Temperatura de entrada
- Pressão de saída
- Título de saída
- Pressão de entrada
-
Condensador:
- Pressão
- Pressão
-
Bomba:
- Pressão de saída
- Pressão de saída
Passo 3
Vamos calcular o trabalho da turbina. Para isso, precisamos das entalpias nos estados de entrada e saída da turbina.
Primeiro, consultamos as tabelas de vapor para encontrar a entalpia no estado de entrada (
) e no estado de saída (
).
No estado de entrada da turbina (
,
):
-
pode ser encontrado diretamente nas tabelas como entalpia do vapor superaquecido.
No estado de saída da turbina (
,
):
- A entalpia
é dada por: onde é a entalpia do líquido saturado e é a entalpia de vaporização.
Passo 4
Depois de encontrar
e
, o trabalho da turbina
é calculado por:
Passo 5
A potência gerada pela turbina também depende da vazão de massa
. Se a vazão de massa diminuiu, a potência também diminui. Então, precisamos verificar se houve alguma alteração na vazão de massa ou nas propriedades do fluido que possa ter causado a queda na potência.
Passo 6
Outro fator importante é a eficiência da turbina. Se a eficiência diminuiu devido a desgaste ou alguma falha mecânica, isso também pode reduzir a potência gerada. A eficiência
é dada por:
onde
é o trabalho real da turbina e
é o trabalho ideal calculado anteriormente.
Resposta
Após analisar as condições e aplicar os conceitos do Ciclo Rankine, identificamos que a queda na potência da turbina pode ser atribuída a uma redução na vazão de massa ou à diminuição da eficiência da turbina. Recomenda-se verificar a integridade mecânica da turbina e assegurar que a vazão de massa esteja dentro dos parâmetros operacionais normais.