Uma turbina recebe vapor a 1300 kPa e
e entrega para a condensadora vapor úmido a 90 kPa realizando
de trabalho específico. Determine:
O rendimento da turbina.
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
e
, podemos calcular o rendimento da turbina (
) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Resposta
O rendimento da turbina é aproximadamente 118%.