Enunciado

Considere um ciclo ideal de vapor com reaquecimento, conforme mostrado na Fig. P11.15, onde o vapor entra na turbina de alta pressão a 3   M P a e 400   ° C e é expandido para 0,8   M P a . Em seguida, o vapor é reaquecido para 400   ° C com pressão constante de 0,8   M P a , e expandido novamente até 10   k P a na turbina de baixa pressão. Calcule o rendimento térmico e o teor de umidade do vapor saindo da turbina de baixa pressão.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

A entalpia inicial e o volume específico são determinados a partir da pressão dada e os valores do líquido saturado da tabela B.1.2:

α 1 = 0,001010 m 3 k g

h 1 = 191,81 k J k g

A entalpia no estado 2 é determinada a partir de um balanço de energia na bomba:

h 2 = h 1 + α 1 P 2 - P 1

Substituindo os termos

h 2 = 191,81 + 0,001010 3000 - 10 k J k g = 194,83 k J k g

A entalpia e a entropia no estado 3 são determinadas a partir da pressão e temperatura dadas:

h 3 = 3230,82 k J k g

s 3 = 6,9211 k J k g   K

A entalpia no estado 4 é determinada a partir da condição s 4 = s 3 e a pressão dada com dados de B.1.3 usando interpolação:

h 4 = 2891,63 k J k g

Passo 2

A entalpia e a entropia no estado 5 são determinadas a partir da pressão e temperatura dadas com dados de B.1.3:

h 5 = 3267,07 k J k g

s 5 = 7,5715 k J k g   K

A qualidade no estado 6 é determinada a partir da condição s 5 = s 6 e as entropias dos componentes na pressão do condensador dada tiradas de B.1.2:

q 6 = s 6 - s l i q , 10 s e v a p , 10

Fazendo o processo de substituição

q 6 = 7,5715 - 0,6492 7,5010 = 0,923

Passo 3

A entalpia no estado 6 é então:

h 6 = h l i q , 10 + q 6 h e v a p , 10

Substituindo os termos

h 6 = 191,81 + 0,923 ∙ 2392,82 k J k g = 2400 k J k g

A eficiência térmica é igual a

η = w T - w P q i n = h 3 - h 4 + h 5 - h 6 - h 2 - h 1 h 3 - h 2 + h 5 - h 4

Novamente, fazendo o processo de substituição dos termos, nós temos que

η = 3230,82 - 2891,63 + 3267,07 - 2400 - ( 194,83 - 191,81 ) 3230,82 - 194,83 + 3267,07 - 2891,63 = 0,353

Resposta

q 6 = 0,923

η = 0,353

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