Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 51

O nível d'água de uma represa, onde está localizada uma usina hidroelétrica, e acima do nivel de descarga (a jusante da barragem). Sabendo que a potencia elétrica gerada na usina é e que a temperatura da água na represa é . determine a vazão mínima de água nas turbinas hidráulicas.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

A questão nos deu a potência gerada pela turbina e nos pede a vazão . Sabendo que:

Precisamos encontrar o trabalho de turbina específico. Podemos deduzir o trabalho de turbina a partir da equação da energia:

Agora vamos às nossas considerações. Para esta questão vamos ter que assumir que com base no arranjo do volume de controle, sendo a turbina, teremos que as velocidade e entalpias de entrada e saída permanecem constantes, logo:

A variável importante aqui é o nível de referência na entrada e na saída, teremos que:

Portanto:

O trabalho específico de turbina será:

Passo 2

A taxa de fluxo de água será:

Logo:

Uma vez que obtemos a vazão mássica, podemos encontrar a vazão volumétrica a partir da relação com o volume específico e este pode ser encontrado nas tabelas termodinâmicas:

Logo:

Calculando:

Resposta

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