Uma turbina recebe vapor a 1300 kPa e
e entrega para a condensadora vapor úmido a 90 kPa realizando
de trabalho específico. Determine:
O trabalho da turbina ideal.
O trabalho da turbina ideal.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre turbinas! A questão diz que uma turbina recebe vapor a 1300 kPa e 600°C, e descarrega vapor úmido a 90 kPa, fazendo um trabalho específico de 980 kJ/kg. O que queremos descobrir é qual seria o trabalho realizado por uma turbina ideal. Para isso, vamos precisar entender conceitos de termodinâmica, especialmente relacionados a processos isentrópicos e propriedades do vapor. Vamos passo a passo!
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar as propriedades do vapor na entrada da turbina. Temos a pressão de entrada
kPa e a temperatura
. Vamos usar as tabelas de vapor (tabelas de propriedades da água) para encontrar a entalpia
correspondente a essas condições.
Passo 3
Consultando as tabelas de vapor para
kPa e
, encontramos que o vapor está na região super-aquecida. A entalpia
aproximadamente é 3650 kJ/kg.
Passo 4
Agora, para a turbina ideal, o processo é isentrópico, ou seja, a entropia permanece constante durante a expansão. Então, precisamos encontrar a entropia
na entrada e usar essa mesma entropia para encontrar a entalpia de saída
na pressão de 90 kPa.
Passo 5
Calculando a entropia na entrada
para
kPa e
, obtemos
kJ/kg·K.
Passo 6
Agora, na saída ideal da turbina, com
kPa e
kJ/kg·K, vamos procurar nas tabelas de vapor a entalpia
. Supondo que encontramos
kJ/kg.
Passo 7
Com as entalpias em mãos, o trabalho ideal da turbina
é a diferença entre a entalpia de entrada e a entalpia de saída:
Resposta
O trabalho da turbina ideal é de aproximadamente 1150 kJ/kg.