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 T - s correspondente. A temperatura máxima no ciclo de vapor é de 500° C 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:

m m e r c ú r i o m á g u a = 11,392 ú á η t e r m = 0,529

Enunciado

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:

Do mesmo modo, para o ciclo de vapor, temos:

Logo,

Para o mercúrio:

Para a fonte externa:

Vamos lembrar que pela 1ª Lei, temos:

Para de água, obtemos:

Já estamos quase terminando, pessoal! Note que todo é condensador de água, logo:

Portanto, o rendimento será:

Prontinho! Até a próxima, galera!