Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 83
Uma planta de potência de sistema binário usa mercúrio para o ciclo de alta temperatura e água para o ciclo de baixa temperatura, conforme mostrado na Fig. 11.30. As temperaturas e pressões estão mostradas no diagrama correspondente. A temperatura máxima no ciclo de vapor é de e ocorre na saída do superaquecedor no ponto 4. Determine a razão entre a vazão mássica de mercúrio e a vazão mássica de água no trocador de calor que condensa o mercúrio e evapora a água. Determine, também, o rendimento térmico dessa instalação ideal.
As seguintes propriedades de saturação para o mercúrio são conhecidas:
Passo 1
Fala, galera! Vamos resolver essa questão.
Essa questão é basicamente aplicação de fórmulas e nós vamos relembrando essas fórmulas nos próximos passos.
Vamos começar analisando a equação de entropia para o ciclo de mercúrio, usando os dados que o enunciado nos deu:
uma vez que é muito pequeno. Utilizando a equação de energia, temos:
Passo 2
Do mesmo modo, para o ciclo de vapor, temos:
Logo,
E
Para o mercúrio:
Para a fonte externa:
Passo 3
Vamos lembrar que pela 1ª Lei, temos:
Para de água, obtemos:
Passo 4
Já estamos quase terminando, pessoal! Note que todo é condensador de água, logo:
Portanto, o rendimento será:
Prontinho! Até a próxima, galera!