Enunciado

Uma turbina a vapor consome 4500 kg/h de vapor e recebe dele 736 kW. As velocidades de entrada e saída do vapor são, respectivamente, 60 m/s e 275 m/s, e as entalpias, 2760 kJ/kg e 2090 kJ/kg. Calcular a perda de calor através da carcaça em kW.

Passo 1

A potência da máquina pode ser escrita como:

N = Q m H M g → H M g = N Q m

Onde Q m é a vazão mássica de ar e g é a aceleração da gravidade. Substituindo os valores conhecidos, temos:

H M g = 736.10 3 4500 3600 → H M g = 588800   J / k g

Passo 2

Agora, aplicando a conservação de energia para o sistema, temos:

v 1 2 2 + h 1 - H M g + g q = v 2 2 2 + h 2

Substituindo os valores conhecidos, temos:

60 2 2 + 2760.10 3 - 588000 + g q = 275 2 2 + 2090 → g q = - 45188   J / k g

Passo 3

Agora podemos encontrar o fluxo de calor que sai do sistema através de:

Q ˙ = Q m g q = 4500 3600 - 45188 → Q ˙ = - 56485   W → Q ˙ = - 56 , 5   k W

Resposta

Q ˙ = - 56,5   k W

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