Dióxido de carbono (CO2) entra em uma turbina que opera em regime permanente a 50 bar, 500 K e com uma velocidade de 50 m/s. A área de entrada vale 0,02 m2. Na saída, a pressão é de 20 bar, a temperatura é de 440 K e a velocidade é de 10 m/s. A potência desenvolvida pela turbina é de 3 MW, e a transferência de calor ocorre através de uma porção da superfície em que a temperatura média é 462 K. Suponha comportamento de gás ideal para o dióxido de carbono e despreze o efeito da gravidade. Adote e .

1. Determine a taxa de transferência de calor, em kW.
2. Realize um balancete completo de exergia, em kW, com base na taxa de exergia líquida transportada para a turbina pelo dióxido de carbono.

É dado que:

• Pressão de entrada de entrando na turbina:
• Temperatura de entrada:
• Velocidade de entrada:
• Área de entrada:
• Pressão de saída:
• Temperatura de saída:
• Velocidade de saída:
• Velocidade de saída:
• Potência desenvolvida pela turbina:
• Temperatura média da superfície:
• Temperatura ambiente:
• Pressão ambiente:

A da tabela de propriedades de gás ideal

A da tabela de propriedades de gás ideal

A taxa de vazão mássica do dióxido de carbono é

a) aplicando o balanço de energia ao sistema

b) aumento de exergia na turbina

Exergia acompanhando a transferência de calor

Aplicando o balanço da taxa de exergia ao estado uniforme no volume de controle