Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 17

Um aquecedor de água aberto, em um ciclo de potência de vapor regenerativo, recebe 20   k g / s de água a 100   ° C e 2   M P a . O vapor extraído da turbina entra no aquecedor a 2   M P a e 275   ° C , e toda a água de alimentação sai do aquecedor como líquido saturado. Qual é a vazão mássica requerida de vapor extraído da turbina?

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

Nós temos os seguintes dados, fornecidos pelo enunciado

m á g u a ' = 20 k g s

t á g u a = 100   ° C

p á g u a = 2   M P a

p t u r b i n a = 2   M P a

t t u r b i n a = 275   ° C

Nós assumimos que as perdas potenciais e cinéticas são desprezadas, e com isso, o trabalho da bomba pode ser rejeitado.

w b o m b a = 0

Passo 2

A tarefa é determinar a vazão de massa necessária do vapor de extração. A equação de energia para aquecedor sem transferência externa de calor e sem trabalho:

E e n t r a d a = E s a í d a

Nossa tarefa tem 2 entradas e 1 saída, na entrada do aquecedor é água e vapor e a saída é líquido saturado. Com isso a equação de energia é igual a:

m á g u a ' ∙ h á g u a + m v a p o r ' ∙ h v a p o r = m á g u a ' + m v a p o r ' ∙ h a q u e c e d o r

Primeiro, vamos determinar a entalpia para os estados de água, vapor e líquido saturado. Para a tabela B.1.4, com os valores correspondentes a t á g u a = 100   ° C e p á g u a = 2   M P a .

h á g u a = 420,25 k J k g

Para o vapor, usaremos a tabela B.1.3, com os valores correspondentes a t t u r b i n a = 275   ° C e p t u r b i n a = 2   M P a , usando interpolação linear podemos determinar a entalpia.

t ' = 250   ° C → h ' = 2902,46 k J k g

t ' ' = 300   ° C → h ' ' = 3023,50 k J k g

Usando a interpolação linear

h t u r b i n a = t t u r b i n a - t ' t ' ' - t ' ∙ h ' ' - h ' + h '

Substituindo os valores, nós temos que

h t u r b i n a = 275 - 250 300 - 250 ∙ 3023,50 - 2902,46 + 2902,46

Portanto,

h t u r b i n a = 2962,98 k J k g

Passo 3

Da tabela de líquido saturado B.1.2, com os valores correspondentes a p a q u e c e d o r = 2   M P a , então, a entalpia é igual a

p a q u e c e d o r = 2   M P a

Com isso,

h a q u e c e d o r = h f   p a r a   2000   k P a = 908,77 k J k g

Agora podemos calcular o fluxo de massa necessário do vapor de extração:

m v a p o r ' = m á g u a ' ∙ h á g u a - h a q u e c e d o r h a q u e c e d o r - h t u r b i n a

Substituindo os valores

m v a p o r ' = 20 ∙ 420,25 - 908,77 908,77 - 2962,98 = 4,75 k g s

Resposta

m v a p o r ' = 4,75   k g / s

Exercícios de Livros Relacionados

Uma usina de potência a vapor opera segundo um ciclo de Rankine ideal com dois estágios de reaquecimento e produz uma potência líquida de 75 MW. Vapor entra em todos os três estágios da turbina a 550
Considere uma usina de potência a vapor de água que opera no ciclo de Rankine ideal com reaquecimento entre os limites de pressão de 25 MPa e 10 kPa, a uma temperatura máxima de 600 °C e com um conteú
Considere uma usina de potência a vapor que opera em um ciclo de Rankine regenerativo e produz uma potência líquida de 150 MW. Vapor entra na turbina a 10 MPa e 500 °C, e no condensador, a 10 kPa. As
Repita o Prob. 10-102, considerando uma eficiência isentrópica de 85% para as turbinas e de 100% para as bombas.
Reconsidere o Prob. 10-104. Usando o EES (ou outro programa), determine a pressão de extração ótima para o aquecedor de água de alimentação aberto que maximiza a eficiência térmica do ciclo.