Enunciado

Calcule o potencial de trabalho perdido para cada processo do Prob. 9–135. A temperatura do reservatório de calor é a mesma que a temperatura máxima do ciclo, e a temperatura do reservatório frio é a mesma que a temperatura mínima do ciclo.

Passo 1

Do problema 9.135 temos o seguinte gráfico e seus dados:

r p = 4 ,   q e n t , 7 - 8 = q e n t , 9 - 19 = q e n t ,   11 - 12 = 300   k J / k g

q s a í d a , 14 - 1 = 206.9   k J / k g ,   q s a í d a , 2 - 3 = q s a í d a , 4 - 5 = 141.6   k J / k g ,

T 1 = T 3 = T 5 = 290   K ,   T 2 = T 4 = T 6 = 430.9   K

T 7 = 520.7   K ,   T 8 = 819.2 K ,   T 9 = 551.3   K

T 10 = 849.8   K ,   T 11 = 571.9   K ,   T 12 = 870.4   K

T 13 = 585.7   K ,   T 14 = 495.9 K

Passo 2

A destruição da exergia durante um processo de um fluxo de um estado de entrada para o estado de saída é dada por:

x d e s t   = T 0 s g e n = T 0 ( s e - s i - q e n t T f o n t e + q s a í d a T s u m i d o u r o )

A aplicação desta equação para cada processo do ciclo fornece

x d e s t , 1 - 2 = x d e s t ,   3 - 4 = x d e s t , 5 - 6 T 0 ( c p l n T 2 T 1 - R l n P 2 P 1 ) = 0.03 k J / k g = 0

x d e s t ,   7 - 8 = T 0 ( c p l n T 8 T 7 - R l n P 8 P 7 - q e n t , 7 - 8 q f o n t e ) = 32.1   k J / k g

x d e s t ,   9 - 10 = T 0 ( c p l n T 10 T 9 - R l n P 8 P 7 - q e n t , 9 - 10 q f o n t e ) = 26.2   k J / k g

x d e s t ,   11 - 12 = T 0 ( c p l n T 12 T 11 - R l n P 12 P 11 - q e n t , 11 - 12 q f o n t e ) = 22.5   k J / k g

x d e s t ,   8 - 9 = T 0 ( c p l n T 9 T 8 - R l n P 9 P 8 ) =   - 0.05   k J / k g = 0

x d e s t ,   10 - 11 = T 0 ( c p l n T 11 T 10 - R l n P 11 P 10 ) =   - 0.04   k J / k g = 0

x d e s t ,   12 - 13 = T 0 ( c p l n T 13 T 12 - R l n P 13 P 12 ) =   - 0.08   k J / k g = 0

x d e s t ,   14 - 1 = T 0 ( c p l n T 1 T 14 - R l n P 1 P 14 + q s a í d a , 14 - 1 q f o n t e ) = 50.6   k J / k g

x d e s t , 2 - 3 = x d e s t , 4 - 5 = 26.2   k J / k g

x d e s t ,   r e g e n = T 0 ( Δ s 6 - 7 + Δ s 13 - 14 ) = T 0 ( c p l n T 7 T 6 + c p l n T 14 T 13 ) = 6.66   k J / k g

Resposta

x d e s t , 1 - 2 = x d e s t ,   3 - 4 = x d e s t , 5 - 6 = 0

x d e s t ,   7 - 8 = 32.1   k J / k g

x d e s t ,   9 - 10 = 26.2   k J / k g

x d e s t ,   11 - 12 = 22.5   k J / k g x d e s t ,   8 - 9 = 0

x d e s t ,   10 - 11 = 0

x d e s t ,   12 - 13 = 0

x d e s t ,   14 - 1 = 50.6   k J / k g

x d e s t , 2 - 3 = x d e s t , 4 - 5 = 26.2   k J / k g

x d e s t ,   r e g e n = 6.66   k J / k g

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