Enunciado

30 Uma turbina de vapor é alimentada com vapor a 6 MPa e 800°C. A transferência de calor da turbina é 49,7 kJ/kg de vapor que escoa na turbina e a eficiência isoentrópica do equipamento é 90%. Admitindo que a pressão na seção de descarga da turbina seja igual a 15 kPa e que a temperatura do meio seja 20°C, Determine o trabalho real e o trabalho reversível que pode ser realizado entre os estados de alimentação e de descarga da turbina.

Passo 1

Pra essa questão vamos usar a equação da energia pra trabalho reversível:

w r e v = h e - h s

E pra calcular o trabalho atual é só multiplicar pela eficiência isentropica:

w r e a l = η w r e v

Ahhh... e vamos usar as tabelas do final do livro.

Passo 2

Para a entrada a gente tem a temperatura e a pressão (vapor superaquecido), então vamos olhar na tabela B.1.3:

- a entropia específica:

s e = 7,6566   k J / k g K

- a entalpia específica:

h e = 4132,74   k J / k g K

Passo 3

Como o processo é adiabático, então:

s s = s e

s s = 7,6566   k J / k g K

E para 15 kPa, olhando na tabela B.1.2, a gente vê que s l < s s < s v , então temos duas fases.

Calculando o título, então:

s s = 1 - x s s l + x s s v

x s = 0,9515

E calculando a entalpia específica:

h s = 1 - x s h l + x s h v

h s = 2483,9   k J / k g

Passo 4

Calculando o trabalho reversível:

w r e v = h e - h s

w r e v = 1648,79   k J / k g

E o trabalho real:

w r e a l = η w r e v

w r e a l = 1483,91   k J / k g

Resposta

w r e v = 1648,79   k J / k g

w r e a l = 1483,91   k J / k g

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