Enunciado

Considere um ciclo de potência a vapor regenerativo com dois aquecedores de água de alimentação, um fechado e outro aberto, e um reaquecedor. Vapor d’agua entra no primeiro estágio de turbina a 12 Mpa e 480°C e se expande até 2 Mpa. Parte do vapor é extraída a 2 Mpa e levada ao aquecedor de água de alimentação fechado. O restante é reaquecido até 440°C a uma pressão de 2 Mpa e em seguida, se expande através do segundo estágio de turbina até 0,3 Mpa, e daí uma quantidade adicional é extraída e levada para o aquecedor de água de alimentação aberto que opera a 0,3 Mpa. O vapor que se expande através do terceiro estágio de turbina sai na pressão de 6 KPa do condensador. A água de alimentação deixa o aquecedor fechado a 210°C e 12 Mpa, e o condensado que sai como líquido saturado a 1 Mpa é purgado para o aquecedor de água de alimentação aberto. Admita que todas as bombas e estágios de turbina operem isentropicamente. Determine para o ciclo

  1. A taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho que passa pelo gerador de vapor
  2. A eficiência térmica
  3. A taxa de transferência de calor do fluido de trabalho que passa pelo condensador para a água de resfriamento

Passo 1

Fala, galera! Bora pra mais uma questãozinha boa?

Nessa questão, a gente vai usar um raciocínio semelhante ao usado na questão anterior. E o restante dos dados, conseguiremos da seguinte forma:

h 1 = 1388,5   B t u / l b

Para o estágio 2:

h 2 = h 1 - η t 1 h 1 - h 25 = 1186,3   B t u / l b

Para o estágio 4:

h 4 = h 3 - η t 2 h 3 - h 45 = 1294,2   B t u / l b

Para o estágio 5:

h 5 = 1002,5 B t u / l b

Modificando da solução do problema 8.66, temos que:

y ' = h 14 - h 11 h 2 - h 15 = 0,1 115 ;           y " = y ' h 7 - h 12 + ( h 8 - h 7 ) ( h 4 - h 7 ) = 0 , 8866

Para os estágios de turbina:

m 1 = W c i c l o 1 - y ' h 1 - h 2 + y ' ' h 4 - h 5 - y ' ' h 7 - h 6 - ( h 12 - h 11 ) = 1,148 10 7 l b / h

Passo 2

Também, temos que:

Q o u t = h 1 - h 14 + 1 - y ' h 3 - h 2 = 9,494 10 9 B t u / h

E a eficiência térmica, será:

η = W t m 1 - W p m 1 Q i n m 1 = 0 , 345 ( 34,5 % )

Resposta

η = 0,345 ( 34,5 % )

m 1 = 1,148 10 7 l b / h

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