Na costa sul da ilha do Havaí, uma lava flui continuamente para o oceano. Propõe-se a instalação de uma planta de potência flutuante próxima ao fluxo da lava que utilize amônia como fluido de trabalho. A planta se aproveita da variação da temperatura entre a água quente a 130°F próxima à superfície e a água do mar a 50°F a uma profundidade de 500 ft, para produzir energia. A Fig. P8.14 mostra a configuração da planta e fornece alguns outros dados. Utilizando as propriedades da água pura para a água do mar e modelando a planta de potência como um ciclo de Rankine, determine:

(a) a eficiência térmica.

(b) a vazão mássica da amônia em lb/min para uma potência líquida de saída de 300 hp.

Desenhando o diagrama do ciclo de Rankine

Pegando as propriedades de vapor de amônia saturada a temperatura de da Tabela A-13E “Propriedades de Amônia Saturada (Líquido-Vapor): Tabela de Temperatura”

Pegando as propriedades de vapor de amônia saturada a temperatura de da Tabela A-13E “Propriedades de Amônia Saturada (Líquido-Vapor): Tabela de Temperatura”

O processo 1-2s é um processo isentrópico então, a entropia da amônia no estado 1 e no estado 2s são a mesma

Calculando o título no estado 2s

Calculando a entalpia no estado 2s

Achando a entalpia atual na saída da turbina usando a eficiência isentrópica da turbina

No estado 3, a o fluido é a amônia líquida saturada, pegando as propriedades a temperatura de da Tabela A-13E “Propriedades de Amônia Saturada (Líquido-Vapor): Tabela de Temperatura”

Achando o trabalho isentrópico da bomba

Achando o trabalho atual de entrada usando a eficiência isentrópica da bomba

Achando a entalpia no estado 4 aplicando a primeira lei da termodinâmica ao processo 3-4

a) Calculando a eficiência térmica

b) Calculando a taxa de vazão mássica da amônia usando a potência de saída