Enunciado

A cogeração é normalmente utilizada em processos industriais que apresentam consumo de vapor d'água a várias pressões. Admita que, num processo, existe a necessidade de uma vazão de 5   k g / s de vapor a 0,5   M P a . Em vez de gerar este insumo, utilizando um conjunto bomba-caldeira independente, propõe-se a utilização da turbina mostrada na Fig. P6.82. Determine a potência gerada na turbina.

Passo 1

Opa, tudo bem?

Aqui temos dois fluxos de saída e um de entrada. Sabendo que o fluxo de massa que entra deve ser o mesmo que sai, temos que:

m ˙ 1 = m ˙ 2 + m ˙ 3

Pela equação de energia temos que:

m 1 ˙ h 1 = m ˙ 2 h 2 + m ˙ 3 h 3 + W ˙

Logo:

W ˙ = m 1 ˙ h 1 - m ˙ 2 h 2 + m ˙ 3 h 3

Vamos calcular os dados necessários. Temos que:

m ˙ 3 = 2 0 - 5

m ˙ 3 = 15   k g / s

As entalpias a partir das tabelas são:

h 1 = 3373,7   k J / k g

h 2 = 2755,9   k J / k g

E:

h 3 = 251,4 + 0 , 9 2358,3

h 3 = 2373,9   k J / k g

De posse destes dados podemos calcular:

W ˙ = 2 0 3373,7 - 5 2755,9 - 15 2373,9

W ˙ = 18084   k W

Resposta

W ˙ = 18084   k W

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