Vapor de água entra em uma turbina a
e
como vapor superaquecido e a deixa a
, com a mesma entropia específica verificada na entrada, já em um estado bifásico (vapor saturado+líquido saturado). Determine:
O título do estado 2 (s2). (10 pontos)
O título do estado 2 (s2). (10 pontos)
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um vapor de água entrando numa turbina com pressão de
e temperatura de
. Ele sai da turbina a
mantendo a mesma entropia específica da entrada e fica num estado com mistura de vapor saturado e líquido saturado. O que precisamos descobrir é o título do estado 2, ou seja, a fração de vapor no final.
Para resolver isso, vamos usar os conceitos de termodinâmica aplicados a processos isentrópicos (onde a entropia permanece constante) e as tabelas de vapor para encontrar as propriedades necessárias.
Passo 2
Primeiro, precisamos encontrar a entropia específica na entrada da turbina (
). Como o vapor está em estado superaquecido, podemos usar as tabelas de vapor superaquecido para obter
a
e
.
Passo 3
Com
conhecido, sabemos que no estado 2 a entropia específica
é igual a
(devido ao processo isentrópico). Porém, o estado 2 está na região bifásica, então usamos as propriedades na mistura de vapor e líquido saturado.
Passo 4
Na região bifásica, a entropia específica pode ser expressa como:
onde:
-
é a entropia do líquido saturado a , -
é o aumento de entropia durante a vaporização, -
é o título que queremos encontrar.
Passo 5
Rearranjando a equação para encontrar
:
Agora, precisamos obter os valores de
e
da tabela de vapor em
.
Passo 6
Consultando a tabela de vapor para
, encontramos:
Passo 7
Substituindo os valores na equação do Passo 5:
Precisamos agora calcular
usando as condições de entrada.
Passo 8
Pesquisando na tabela de vapor superaquecido para
e
, encontramos:
Passo 9
Substituindo
na equação:
Resposta
O título do estado 2 (
) é aproximadamente 71,8%.
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