Enunciado

25 Uma turbina é alimentada com vapor d’água a 4 MPa e 500°C e o equipamente descarrega a água como vapor saturado a 100 kPa. Considerando que a temperatura do ambiente é igual a 25°C, determine o trabalho reversível específico da turbina.

Passo 1

Vamos lá pra mais uma questão?

Pra essa qeustão a gente pode usar direto a equação pra trabalho reversível específico, né...

w r e v = ± h x - T 0 s x ± h y - T 0 s y ± …

Como é uma seção de alimentação (fica uma parcela positiva, a de entrada) e uma seção de descarga (uma parcela negativa, a de saída):

w r e v = h e - T 0 s e - ( h s - T 0 s s )

Ahhh... e os valores de entalpia e entropia vamos pegar nas tabelas lá no final do livro.

Passo 2

Vamos descobrir qual o estado da água na seção de alimentação? Pra isso a gente olha na tabela de água saturada (tabela B.1.1) qual a pressão de saturação pra 500°C.

P s a t 500 ° C = …

Putz... não tem, né?

Então vamos por outro caminho... vamos olhar na mesma tabela a segunda coluna, que é de pressão, qual é a temperatura de saturação pra 4 MPa, mais ou menos:

T s a t 4   M P a ≅ 250 ° C

Como a temperatura na seção de alimentação é maior que a temperatura de saturação, então temos vapor superaquecido.

Olhando os dados na tabela de vapor supeaquecido (tabela B.1.3) para 4 MPa e 500°C:

- a entalpia específica:

h e = 3445,2   k J / k g

- a entropia específica:

s e = 7,090   k J / k g K

Passo 3

Na seção de descarga já é dito que temos vapor saturado, né... então voltamos pra tabela B.1.2 (porque a gente tem a pressão, em vez da temperatura):

- a entalpia específica:

h s = 2675,2   k J / k g

- a entropia específica:

s s = 7,3593   k J / k g K

Passo 4

Antes de jogar tudo isso na fórmula vamos lembrar de passar a temperatura ambiente pra Kelvin ( T K = T C + 273,15 ):

T 0 = 25 + 273,15

T 0 = 298,15   K

E, finalmente, calculando o trabalho reversível específico:

w r e v = h e - T 0 s e - ( h s - T 0 s s )

w r e v = 3445,2 - 298,15 × 7,090 - ( 2675,2 - 298,15 × 7,3593 )

w r e v = 850   k J / k g

Resposta

w r e v = 850   k J / k g

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