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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 76

O ciclo a vapor simples descrito no Prob. 6.99 apresenta uma turbina com estados de alimentação e descarga fornecidos. Determine a disponibilidade da água na seção de descarga da turbina e s t a d o   6 . Desprezando o termo referente a energia cinética da água na seção de alimentação da turbina e s t a d o   5 , determine a eficiência baseada na segunda lei da termodinâmica deste equipamento.

Passo 1

Oi pessoal... Vamos resolver essa questão!

Para determinar a disponibilidade da água na seção do estado 6 na forma de energia temos a seguinte equação:

ψ 6 = h 6 - h 0 - T 0 s 6 - s 0

Podemos obter os valores de entalpia e entropia para o estado 6 a partir da interpolação dos valores:

h 6 = h l 6 + x 6 h l v 6

h 6 = 2393,2   k J / k g

A entropia específica relacionada a essa entalpia vale:

s 6 = 7,5501   k J / k g K

A partir dos valores da questão base, temos que:

ψ 6 = h 6 - h 0 - T 0 s 6 - s 0

ψ 6 = 2393,2 - 104,89 - 298 7,5501 - 0,3674

ψ 6 = 147,86   k J / k g

Passo 2

Para a análise do trabalho reversível, temos:

w r e v = ψ 5 - ψ 6

w r e v = h 5 - h 6 - T 0 s 5 - s 6

Substituindo os valores, temos que:

w r e v = 3404 - 2393,2 - 298 6,8953 - 7,5501

w r e v = 1206,3   k J / k g

O trabalho atual será:

w c = h 5 - h 6

w c = 3404 - 2393,2

w c = 1011,1   k J / k g

Portanto:

η I I = w c w r e v

η I I = 1011,1 1206,3

η I I = 0,838

Portanto, concluímos que a eficiência da segunda lei vale:

η I I = 83,8   %

Resposta

ψ 6 = 147,86   k J / k g

η I I = 83,8   %

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