Uma turbina recebe vapor a 1300 kPa e 600^circ C e entrega para a condensadora vapor úmido a 90 kPa realizando 980 kJ / kg de trabalho específico. Determine:
O rendimento da turbina.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma turbina que recebe vapor a 1300 kPa e 600°C e devolve esse vapor úmido a 90 kPa, fazendo um trabalho específico de 980 kJ/kg. Nosso objetivo aqui é descobrir o rendimento da turbina. Para isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, mais especificamente relativos às turbinas e processos isentrópicos. Vamos precisar das tabelas de vapor ou diagramas de propriedades do vapor para encontrar as entalpias nos diferentes estados envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os estados do vapor:
  • Estado 1: Entrada na turbina, com pressão kPa e temperatura .
  • Estado 2: Saída da turbina real, com pressão kPa e trabalho específico kJ/kg.
  • Estado 2s: Saída da turbina no processo isentrópico (ideal), com pressão kPa e entropia igual ao estado 1 ( ).

Passo 3

Vamos precisar encontrar as entalpias nesses estados. Começamos pelo Estado 1:
  • Estado 1: Com kPa e , buscamos a entalpia . Usando as tabelas de vapor, encontramos kJ/kg.

Passo 4

Agora, para o Estado 2s (processo isentrópico):
  • Sabemos que . Com kPa e kJ/kg·K (do Estado 1), usamos as tabelas para encontrar . Supondo que o vapor ainda esteja superaquecido, podemos encontrar kJ/kg.

Passo 5

Para o Estado 2 (real):
  • Sabemos que o trabalho real da turbina é .
  • Rearranjando: kJ/kg.

Passo 6

Com as entalpias eta = WrealWideal = h1 - h2h1 - h2s e eta = 3630 - 26503630 - 2800 = 980830 approx 1,18 ou 118% , podemos calcular o rendimento da turbina ( ) usando a fórmula:
Substituindo os valores:

Resposta

O rendimento da turbina é aproximadamente 118%.

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