Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 84
A pequena turbina no Problema 9.15 era ideal. Considere agora que o rendimento isoentrópico da turbina é de . Determine o trabalho específico real da turbina, a entropia gerada na turbina e a transferência de calor no trocador de calor.
Passo 1
Fala, galera! Vamos resolver essa questão.
Começamos o problema analisando que pelo princípio da continuidade a vazão mássica que entra é igual a vazão mássica que sai. Sendo assim, ela é constante.
O enunciado nos pede para determinar o trabalho específico na turbina e faremos isso utilizando a equação de energia:
Considerando uma turbina ideal, temos que o sistema é isentrópico, ele consequentemente é adiabático e reversível, e desprezando as variações de energia cinética e potencial, temos que:
Passo 2
Continuando pela Tabela B.1.3, obtemos as seguintes propriedades do vapor d’água a e :
Para determinarmos e , devemos obter na Tabela B.1.2 a :
Como o processo é isentrópico, , e podemos calcular fazendo:
Calculando , temos:
Passo 3
Agora vamos considerar a turbina ideal para calcularmos o trabalho específico nela:
O problema nos diz que o processo tem rendimento isentrópico de , então:
Passo 4
Agora com o trabalho real da turbina, devemos calcular sua entalpia de saída real:
Analisando na Tabela B.1.3 a , obtemos que o valor de entalpia encontrado pertence a temperatura de e possui entropia igual a:
Como a entropia gerada é dada por:
Temos,
E concluímos o exercício! 😉