A água é o fluido de trabalho em um ciclo de Rankine. O vapor superaquecido entra na turbina a 10 MPa e 480°C, e a pressão no condensador é de 6 kPa. A turbina e a bomba têm eficiências isentrópicas de 80 e 70%, respectivamente. Determine para o ciclo:

(a) a taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho que passa pelo gerador de vapor, em kJ por kg de vapor que flui.

(b) a eficiência térmica.

(c) a taxa de transferência de calor do fluido de trabalho que passa pelo condensador para a água de resfriamento, em kJ por kg de vapor que flui.

O diagrama do ciclo Rankine

Obtendo as propriedades do vapor a pressão e temperatura das tabelas de vapor superaquecido

Obtendo as propriedades de água no condensador a pressão da tabela de vapor saturado

O processo 1-2s é uma expansão isentrópica, então

Achando a entalpia no estado 2s

Achando a entalpia atual no estado 2 usando a eficiência isentrópica da turbina

A entalpia e o volume específico no estado 3 é igual ao líquido saturado no condensador a pressão

Achando o trabalho da bomba usando a bomba isentrópica no processo 3-4s

Achando o trabalho atual na bomba usando a eficiência isentrópica da bomba

Aplicando a primeira lei ao processo 3-4 e achando a entalpia no estado 4

a) Achando a transferência de calor para o fluido passando pelo gerador de vapor

c) Achando a transferência de calor para o condensador

b) Achando a eficiência térmica