Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 43
O fluido de trabalho de um ciclo de potência que utiliza uma fonte quente com temperatura baixa é a amônia. A temperatura mais alta do ciclo é igual a e ocorre num local onde a pressão é . A pressão mais baixa no ciclo é igual a e o aquecedor de mistura opera a . A vazão em massa total na caldeira do ciclo é . Determine a vazão em massa de vapor extraído da turbina sabendo que a amônia é descarregada do aquecedor de mistura como líquido saturado a . Calcule, também, a potência total utilizada para acionar as bombas utilizadas no ciclo.
Passo 1
Opa, vem comigo resolver essa questão?
Bora lá então!
Começamos o problema expondo os dados dos estágios do processo obtidos pelo enunciado, e pela Tabela B.2 obtemos também algumas propriedades:
Estágio 1:
Estágio 3:
Estágio 5:
Estágio 6:
Passo 2
Agora vamos as contas da questão!
Temos que analisar alguns componentes do processo separadamente.
Começamos analisando a primeira bomba.
Aqui nos possuímos um processo adiabático e reversível, ou seja, isentrópico.
Considerando um escoamento incompressível e aplicando a equação de energia, obtemos:
Integrando e substituindo os dados:
Com isso, conseguimos também obter :
Passo 3
Seguimos para a caldeira.
Aqui, temos apenas transferência de calor.
Aplicando a equação de energia, temos que:
Fazendo:
Temos:
Isolando :
Substituindo os dados:
Calculando a vazão em massa de vapor extraído da turbina:
Passo 4
Por fim, vamos para a segunda bomba.
Aqui temos as mesmas considerações da primeira bomba, então:
Como o problema nos pede a potência total utilizada para acionar as bombas utilizadas no ciclo, devemos fazer que:
Substituindo os dados:
E acabamos!
Foi mais fácil do que parecia né?
Te espero na próxima questão!