Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 23
A água é o fluido de trabalho em um ciclo de Rankine. O vapor d'água deixa o gerador de vapor a uma pressão de 1500 ibfin e a uma temperatura de 1100°F. Devido aos efeitos da transferência de calor e do atrito na linha que conecta o gerador de vapor à turbina, a pressão e a temperatura na entrada da turbina sio reduzidas para 1400 Ibf/in' e 1000F, respectivamente. Tanto a turbina quanto a bomba tem eficiência isentrópica de 85%. A pressão na entrada do condensador é de 2 Ibf/in, porém, devido aos efeitos de atrito, o condensado sai do condensador a uma pressão de 1,5 Ibffin'e a uma temperatura de 110°F. O condensado é bombeado a 1600 Ibf/in? antes de entrar no gerador de vapor. A potência líquida de saída do ciclo é 1 x 10° Btu/h. A água de resfriamento sofre um aumento de temperatura de 60°F para 76"F, com queda de pressão desprezível, ao passar pelo condensador. Determine para esse ciclo: (a) a vazão mássica de vapor, em Ib/h. (b) a taxa de transferência de calor, em Btu/h, para o fluido de trabalho que passa pelo gerador de vapor. (c) a eficiência térmica. 9 a vazão mássica da água de resfriamento, em ib/h.
Passo 1
Faaala, galerinhaaa!! Em a, queremos a vazão mássica de vapor, em lb/h.
Em a, teremos que
Substituindo com os valores, teremos:
Passo 2
Em b, teremos que encontrar a taxa de transferência de calor, em Btu/h. Temos então, que:
Substituindo, teremos:
Passo 3
Por fim, em c, queremos a eficiência. Logo, teremos que:
Logo, teremos que:
Resposta
a)
b)
c)