Enunciado

Determine o trabalho reversível específico para uma turbina a vapor com entrada a 4   M P a e 500   ° C e um estado de saída real de 100   k P a , x = 1,0 , com temperatura ambiente de 25   ° C .

Passo 1

Fala, galera! Vamos resolver essa questão.

Aqui, vamos utilizar a equação de trabalho reversível:

w r e v = h e - T 0 s e - ( h s - T 0 s s )

Como temos uma seção de alimentação e uma seção de descarga, fica uma parcela positiva, a de entrada, e uma parcela negativa, a de saída.

E também vamos usar as tabelas no final do livro.

Passo 2

Vamos descobrir qual o estado da água na seção de alimentação. Para isso, vamos olhar na Tabela B.1.1, de água saturada, olhando na coluna de pressão qual é a temperatura de saturação para 4   M P a . Temos,

T s a t 4   M P a ≅ 250   ° C

Como a temperatura na seção de alimentação é maior que a temperatura de saturação, então temos vapor superaquecido.

Olhando os dados na Tabela B.1.3, de vapor superaquecido, para 4   M P a e 500   ° C :

- a entalpia específica:

h e = 3445,2   k J / k g

- a entropia específica:

s e = 7,090   k J / k g K

Passo 3

Vamos voltar na Tabela B.1.2 para encontrar as propriedades na seção de descarga:

h s = 2675,2   k J / k g

s s = 7,3593   k J / k g K

E vamos passar as temperaturas para Kelvin:

T 0 = 25   ° C + 273,15 = 298,15   K

E finalmente podemos calcular o trabalho reversível específico:

w r e v = h e - T 0 s e - ( h s - T 0 s s )

w r e v = 3445,2 - 298,15 ∙ 7,090 - ( 2675,2 - 298,15 ∙ 7,3593 )

w r e v = 850   k J / k g

E concluímos o exercício! 😉

Resposta

w r e v = 850   k J / k g

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