Enunciado

Uma planta de potência, com um aquecedor de água fechado, tem temperatura de condensação de 45   ° C , pressão máxima de 5   M P a   e temperatura de saída de caldeira de 900   ° C . Vapor é extraído a 1   M P a para o aquecedor e, dali, o condensado formado é bombeado a 5   M P a para a linha de água de alimentação, que segue para a caldeira a 200   ° C . Determine a fração da vazão de extração de vapor e o trabalho específico nas duas bombas.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!

A entalpia, o volume específico e a pressão na saída do condensador são determinadas a partir da temperatura do condensador e dos valores do líquido saturado da tabela B.1.1:

h 1 = 188,42 k J k g

α 1 = 0,001010 m 3 k g

P 1 = 9,6   k P a

A entalpia no estado 2 é determinada a partir de um balanço de energia na primeira bomba:

h 2 = h 1 + α 1 P 2 - P 1

Substituindo os valores,

h 2 = 188,42 + 0,001010 5000 - 9,6 k J k g

Com isso, nós temos que

h 2 = 193,46 k J k g

Passo 2

A entalpia do fluxo que sobe para a caldeira é determinada a partir da temperatura dada e os valores do líquido saturado da tabela B.1.1:

h 4 = 852,43 k J k g

A entalpia na entrada da turbina é determinada a partir da pressão e temperatura dadas com dados de B.1.3:

h 5 = 4378,22 k J k g

s 5 = 7,9593 k J k g   K

A entalpia do fluxo extraído indo da turbina para o FWH fechado é determinada a partir da condição s 6 = s 5 e a pressão dada com dados de B.1.3 usando interpolação:

h 6 = 3640,61 k J k g

Passo 3

A entalpia e o volume específico do fluxo que sai do FWH fechado e sobe para a segunda bomba é determinado a partir da pressão dada e dos valores do líquido saturado de B.1.2:

h 6 a = 762,79 k J k g

α 6 a = 0,001127 m 3 k g

A entalpia na saída da segunda bomba é determinada a partir do balanço de energia:

h 6 b = h 6 a + α 6 a P 6 b - P 6 a

Fazendo o processo de substituição

h 6 b = 762,79 + 0,001127 5000 - 1000 k J k g

Portanto, nós temos que

h 6 b = 767,30 k J k g

Passo 4

O coeficiente de extração é então:

x = h 4 - h 2 h 6 - h 2 + h 6 b - h 6 a

Substituindo os valores,

x = 852,43 - 193,46 3640,61 - 193,46 + 767,30 - 762,79 = 0,191

As duas entradas de trabalho da bomba são então:

w P 1 = h 2 - h 1

Com isso, fazendo a substituição

w P 1 = 193,46 - 188,42 k J k g

Portanto,

w P 1 = 5,04 k J k g

E para w P 2

w P 2 = h 6 b - h 6 a

Novamente, fazendo o processo de substituição

w P 2 = 767,30 - 762,79 k J k g = 4,51 k J k g

Resposta

x = 0,191

w P 1 = 5,04 k J k g

w P 2 = 4,51 k J k g

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