Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 44
A caldeira utilizada num ciclo de potência a vapor d’água descarrega o vapor a e . A vazão em massa na caldeira é e o condensador do ciclo opera a . O condensador é resfriado com água, a , proveniente de um rio. O ciclo conta com um aquecedor de mistura e a pressão na extração da turbina é . A água do ciclo é descarregada do aquecedor de mistura como líquido saturado. Calcule a vazão em massa na seção de extração da turbina. Determine a vazão em massa de água de refrigeração (proveniente do rio) sabendo que o máximo aumento de temperatura permissível desta água á .
Passo 1
Pronto pra começar a resolver essa questão comigo?
Vamos lá!
Começamos o problema expondo alguns dados dos estágios do processo e pela Tabela B.1 obtemos algumas propriedades.
Estágio 1:
Estágio 3:
Estágio 5:
Estágio 6:
Agora vamos analisar os componentes do processo separadamente.
Passo 2
Agora vamos as contas da questão!
Temos que analisar alguns componentes do processo separadamente.
Começamos analisando a primeira bomba.
Aqui nos possuímos um processo adiabático e reversível, ou seja, isentrópico.
Considerando um escoamento incompressível e aplicando a equação de energia, obtemos:
Integrando e substituindo os dados:
Com isso, conseguimos também obter :
Passo 3
Seguimos para a caldeira.
Aqui, temos apenas transferência de calor.
Aplicando a equação de energia, temos que:
Fazendo:
Temos:
Isolando :
Substituindo os dados:
Calculando a vazão em massa de vapor extraído da turbina:
Passo 4
Passando para a turbina.
Aqui temos um processo isentrópico, então:
Como temos duas fases presentes nessa etapa, precisamos calcular o seu título:
Calculando :
Passo 5
Por fim, analisando o condensador.
Aqui, temos apenas troca de calor, então:
O problema nos pede a vazão em massa de água de refrigeração (proveniente do rio):
Como:
E assim finalizamos a nossa questão!
Te espero na próxima!