Enunciado

Para a planta de potência a vapor descrita no Problema 11.1, considere que os rendimentos isoentrópicos da turbina e da bomba são, respectivamente, 85 % e 80 % . Determine o trabalho e a transferência de calor, por unidade de massa, em cada componente e o rendimento do ciclo.

Passo 1

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

A entalpia e o volume específico no estado 1 são determinados a partir da pressão do condensador fornecida e os valores do líquido saturado de B.1.2:

h 1 = 191,81 k J k g

α 1 = 0,001010 m 3 k g

A entalpia no estado 2 é determinada a partir da relação de eficiência da bomba isentrópica:

h 2 = h 1 + α 1 P 2 - P 1 η P

Substituindo os termos

h 2 = 191,81 + 0,001010 3000 - 10 0,8 k J k g

Portanto, nós temos que

h 2 = 195,58 k J k g

A entalpia e a entropia no estado 3 são determinadas a partir da pressão dada e dos valores de vapor saturado de B.1.2:

h 3 = 2804,14 k J k g

s 3 = 6,1869 k J k g   K

A qualidade no caso isentrópico é determinada a partir da condição s 4 = s 3 ​ e as entropias dos componentes na pressão dada são retiradas de B.1.2

q 4 s = s 4 - s l i q , 10 s e v a p , 10

Substituindo os termos,

q 4 s = 6,1869 - 0,6492 7,5010 = 0,738

A entalpia isentrópica neste estado então é:

h 4 s = h l i q , 10 + q 4 s h e v a p , 10

Novamente, fazendo o processo de substituição

h 4 s = 191,81 + 0,738 ∙ 2392,82 k J k g = 1957,71 k J k g

Passo 2

A entalpia real é determinada a partir da relação de eficiência da turbina isentrópica:

h 4 = h 3 - η T h 3 - h 4 s

Com isso,

h 4 = 2804,14 - 0,85 2804,14 - 1957,71 k J k g = 2084,67 k J k g

A eficiência térmica é então:

η T = w T - w P q i n = h 3 - h 4 - h 2 - h 1 h 3 - h 2

Substituindo os valores, nós obtemos que

η T = 2804,14 - 2084,67 - 195,58 - 191,81 2804,14 - 195,58 = 0,274

Os trabalhos específicos da bomba e da turbina são:

w b o m b a = h 2 - h 1

Portanto,

w b o m b a = 195,58 - 191,81 k J k g = 3,77 k J k g

E para a turbina

w t u r b i n a = h 3 - h 4

Que será igual a

w t u r b i n a = 2804,14 - 2084,67 k J k g = 719,47 k J k g

Resposta

η T = 0,274

w b o m b a = 3,77 k J k g

w t u r b i n a = 719,47 k J k g

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