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.

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 :

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 :

Analisando o aquecedor.

Aqui possuímos apenas trocas térmicas, então, realizando um balanço de energia:

Isolando :

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!