Enunciado

A fig. P7.89 mostra uma instalação de potência de turbina a gás que opera em regime permanente, constituída por um compressor, um trocador de calor e uma turbina. O ar entra no compressor com uma vazão mássica de 3,9 kg/s a 0,95 bar e 22°C e sai da turbina a 0,95 bar e 421°C. A transferência de calor para o ar ocorre a uma temperatura média de 488°C, á medida que o ar escoa através do trocador de calor. O compressor e a turbina operam adiabaticamente. Utilizando o modelo de gás ideal para o ar e desprezando os efeitos de movimento e gravidade, determine, em MW,

  1. A taxa de transferência de exergia associada à transferência de calor para o ar que escoa pelo trocador de calor.
  2. A taxa líquida de exergia transportada da instalação na saída da turbina
  3. A taxa de destruição de exergia no interior da instalação de potência.

Adote T 0 = 295   K   e   p 0 = 0,95   b a r .

Passo 1

Iai galera, como estamos? Bora pra mais uma questãozinha braba desse assunto!

Partindo do princípio de que E d = T 0   σ c v , temos para a destruição de exergia será:

E d c = 300 0,0196 = 5,88   k W

E d t = 300 0,0182 = 4,56   k W

A escala de exergia no ar pode ser expressa por:

E f 3 - E f 1 = m a r h 3 - h 1 - T 0 ( s 3 - s 1 - R ln ⁡ P 3 P 1

Ou seja:

E f 3 - E f 1 = 39,5   k W

A escala de exergia para a água, por sua vez, é igual a:

E f b - E f a = m w h b - h a - T 0 s b - s a = 0,46   k W

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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