Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 47
Um central de potência a vapor apresenta pressão máxima igual a , mínima de e conta com um aquecedor de água de alimentação do tipo mistura que opera a . A temperatura máxima da água no ciclo é e a potência total gerada na turbina é . Nestas condições, determine a fração de vapor extraído na turbina e a taxa de transferência de calor no condensador.
Passo 1
Opa, beleza?
Vem comigo resolver esse problema?
Bora lá então!
Todas as propriedades utilizadas neste problema foram obtidas na Tabela B.1.
Começamos a questão expondo os dados dos estágios oferecidos pelo enunciado.
Estágio 1:
Estágio 3:
Estágio 5:
Agora, vamos analisar alguns componentes do sistema separadamente.
Passo 2
Começaremos pela 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
Seguindo para a turbina.
Como temos um processo isentrópico:
Interpolando entre e :
Passando a segunda parte de turbina:
Como aqui temos duas fases presente, devemos calcular o título:
Calculando :
Passo 4
Analisando o aquecedor.
Aqui possuímos apenas trocas térmicas, então, realizando um balanço de energia:
Isolando :
Passo 5
O problema, por fim, nos pede a taxa de transferência de calor no condensador, mas para isso devemos obter a vazão mássica total do sistema primeiro:
Assim, podemos calcular a taxa de transferência de calor no condensador:
E aí, bem de boa né?
Até a próxima questão!