Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 49
Um ciclo de potência, que opera com um aquecedor de água de alimentação do tipo superfície, apresenta temperatura no condensador igual à , pressão máxima de e temperatura na seção de descarga da caldeira igual a . O vapor é extraído a e é condensado no aquecedor de água de alimentação. Após esta operação, o condensado é pressurizado até e misturado com a água efluente do aquecedor. Sabendo que a temperatura na seção de entrada da caldeira é , determine a fração do vapor extraído e os trabalhos específicos consumidos nas bombas.
Passo 1
E aí, bora resolver essa questão comigo?
Vamos lá!
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 2:
Estágio 3:
Estágio 4:
Estágio 6:
Estágio 7:
Agora, vamos analisar alguns componentes do sistema separadamente.
Passo 2
Começando pela 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
Seguindo para a segunda bomba.
Aqui temos as mesmas considerações da primeira bomba, então:
Com isso, conseguimos também obter :
Passo 4
Por fim, analisando a turbina.
Aqui temos um processo somente isentrópico:
Passo 5
Para terminarmos o problema, ele nos pede para determinar a fração do vapor extraído, então, aplicando um balanço de energia no aquecedor, temos:
Com:
Isolando :
Substituindo os dados:
Nem foi difícil né?
Até a próxima!