Conforme ilustrado na Fig. P6.164, uma turbina a vapor com 90% de eficiência isentrópica aciona um compressor de ar com 85% de eficiência isentrópica. Dados operacionais de regime permanente são fornecidos na figura. Admita o modelo de gás ideal para a ar e ignore as perdas de calor e os efeitos das energias cinética e potencial. (a) Determine a vazão mássica do vapor na entrada da turbina, em kg de vapor por kg de ar saindo do compressor. (b) Repita o item (a) para T 100%.

Passo 1

Faaala, galerinhaaa!! Como sabemos da equação 6.160, temos que:

W c v / m = - n R / ( n - 1 )

Logo, temos, substituindo os valores do enunciado, que

W c v / m = - ( 1,3 / 0,3 ) ( 1.986 / 28,97 ) ( 753,9 - 520 )

Resolvendo essas continhas, teremos o resultado de

W c v / m = - 69,48   k J / k g

Passo 2

Devemos também somar os valores de delta h nesse trabalho, tendo que

W c v / m = - 69,48 + ( 180,61 - 124,27 ) = - 13,14 k J / k g

E prontinho, entendemos que no caso politrópico de n=1,3. o W será -13,14 kJ/kg.

Passo 3

No caso adiabático, teremos que

W c v / h * = h 1 - h 2

Logo,

W c v / h * = 124,27 - 197,06 = - 72,79   k J / k g

Resposta

-69,48 kJ/kg, -13,14 kJ/kg e -72,79 kJ/kg.

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