Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 94
A expansão numa turbina a gás pode ser modelada como um processo politrópico com . O ar entra na turbina a . A pressão na seção de descarga do equipamento é . Sabendo que a vazão em massa na turbina é , determine a taxa de transferência de calor e a potência no eixo da turbina.
Passo 1
Oi, tudo bem? Vou te ajudar com essa questão.
Aqui temos um processo politrópico com expoente . Queremos a taxa de transferência de calor e a potência de eixo da turbina .
Temos uma condição de alimentação de ar. E a descarga acontece a .
Podemos descobrir a temperatura de descarga através da seguinte relação politrópica:
Substituindo os valores, temos que:
Analisando as tabelas de propriedades termodinâmicas, temos que:
Para a :
E para a :
Passo 2
Para o cálculo da potência de um processo politrópico, temos a seguinte equação:
A constante do gás para nas condições de operação é de:
Portanto, temos que o trabalho especifico vale:
Podemos aplicar o balanço de energia para encontrar a transferência de calor especifico: