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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 179

Steam enters a horizontal turbine at 350 lbf/in2 absolute,

5808C, and 12 ft/s and is discharged at 110 ft/s and 258C

saturated conditions. The mass fl ow is 2.5 lbm/s, and the

heat losses are 7 Btu/lb of steam. If head losses are negligible, how much horsepower does the turbine develop?

Passo 1

Saaaalve, tranquilo? Vamos lá resolver mais uma questão juntos?! 😊

Pressão de vapor à entrada, P 1 = 350 l b f / i n 2 Temperatura do vapor à entrada, T 1 = 580 ∘ C = 1076 ∘ F

Velocidade do vapor à entrada, V 1 = 12 f t / s Temperatura do vapor à saída, T 2 = 25 ∘ c = 77 ∘ F

Velocidade do vapor à saída, V 2 = 110 f t / s Vazão mássica, m ˙ = 2.5 l b m / s

  = 2.5 32.2   = 0.0776 s l u g / s

Perdas de calor, q = 7 B t u / l b

  = 7 × 0.25 × 10 5   = 1.75 × 10 5 f t ⋅ l b f / s l u g

Passo 2

Da tabela de vapor

entalpia em condições de entrada, h 1 = 1563.3 B t u / l b m

  = 1563.3 × 0.25 × 10 5   = 3.92 × 10 7 f t ⋅ l b f / s l u g

Entalpia em condições de saída, h 2 = 1095 B t u / l b m

  = 1095 × 0.25 × 10 5   = 2.74 × 10 7 f t ⋅ l b f / s l u g

Agora, aplicando a equação de energia de fluxo constante

q = Δ U + W s   ⇒ q = h 2 + V 2 2 2 - h 1 + V 1 2 2 + W s   ⇒ 1.75 × 10 5 = 2.74 × 10 7 + 110 2 2 - 3.92 × 10 7 + 12 2 2 + W s   ⇒ W s = 1.19 × 10 7 f t ⋅ l b f / s l u g

Potência da turbina, P = m ˙ W s

  = 0.0776 × 1.19 × 10 7   = 904400 f t ⋅ l b f / s   = 904400 550   = 1644.4 h p

Potência da turbina, P = 1644.4 h p

Resposta

P = 1644.4 h p

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