Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 56
56 A vazão de ar (T=327°C e p=400 kPa) na seção de alimentação de uma turbina adiabática é 1m3/s. A pressão na seção de descarga da turbina é 100 kPa. Desprezando as energia cinéticas do escoamento e admitindo que os calores específico do ar são constantes, calcule as temperaturas máxima e mínima na seção de descarga da turbina. Determine, para cada um destes casos, a potência da turbina e a taxa de geração de entropia no processo.
Passo 1
Eaiii... vamos pra mais essa questão?
Aqui vamos usar a equação (que vem da dos gases ideias):
Vamos usar a equação da entropia pra processo reversível e adiabático quando é gás:
Também a equação da energia:
E também:
a equação da entropia:
E a variação de entropia pra gases perfeitos:
ahhh.. e não podem faltar as tabelas do final do livro.
Passo 2
Antes de fazermos os calculos vamos pegar alguns dados na tabela A.7:
Vamos calcular o volume específico:
Daí podemos calcular a vazão mássica:
Passo 3
Para termos a menor temperatura de saída é quando o trabalho é máximo, então a gente lembra de quê??? Issooo.. processo reversível.
Usando então a equação:
E calculando o trabalho:
Pra achar a potência é só multiplicar pela vazão:
E como o processo é versível, então não tem geração de entropia:
Passo 4
Agora, a temperatura mais alta é quando não tem trabalho, então:
Calculando, então a taxa de geração de entropia: