Condições Reais:
  • Caldeira:
    Pressão (P1): 8 MPa
    Temperatura (T1): 480^circ C
  • Turbina:
    Pressão de entrada (P1) : 8 MPa
    Temperatura de entrada ( T1): 480^circ C
    Pressão de saída (P2) : 10 kPa
    Título de saída: 90 %
  • Condensador:
    Pressão (P2): 10 kPa
  • Bomba:
    Pressão de saída (P1) : 8 MPa
    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
  • Turbina:
    • Pressão de entrada
    • Temperatura de entrada
    • Pressão de saída
    • Título de saída
  • Condensador:
    • Pressão
  • Bomba:
    • 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 ( h2 = hf + x cdot hfg ) 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 Wt = h1 - h2 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 eta = WrealWideal 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.

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