A energia elétrica deve ser gerada pela instalação de uma turbina gerador-hidráulica em um local 70 m abaixo da superfície livre de um grande reservatório de água que pode fornecer água a uma vazão de 1500 kg/s de forma constante. Se a geração de potência mecânica da turbina é 800 kW c a geração de potência elétrica é 750 kW, determine a eficiência da turbina e a eficiência combinada do gerador-turbina dessa instalação. Despreze as perdas nos tubos.

Assumiremos a superfície livre do reservatório no ponto 1 e a saída da turbina no ponto 2.

Agora vamos por partes ok?

Então, tomamos também a saída da turbina como o nível de referência () e, portanto, a energia potencial nos pontos 1 e 2 é e .

O fluxo a energia em ambos os pontos é zero, uma vez que 1 e 2 estão abertos para a atmosfera ().

Além disso, a energia cinética em ambos os pontos é zero (), uma vez que a água no ponto 1 é essencialmente imóvel e a energia cinética da água em presume-se que a saída da turbina é insignificante.

Agora sim, tendo feito essas análises, podemos encontrar energia potencial da água no ponto 1, que é:

Onde é a parcela potencial da energia mecânica.

Então, a taxa na qual a energia mecânica do fluido é fornecida para a turbina se torna:

Tendo descoberto a taxa de energia mecânica do fluido, agora podemos encontrar as eficiências do gerador de turbina combinado e da turbina. Por suas definições, temos:

E

Isso significa que, o reservatório fornece 1031 kW de energia mecânica à turbina, que converte 800 kW dela em trabalho de eixo que aciona o gerador, que gera 750 kW de energia elétrica.