A pressão de reaquecimento afeta as variáveis operacionais dos ciclos de potência e, por isso, o comportamento da turbina. Refaça o Prob. 11.37 considerando que a pressão de reaquecimento é igual a 0,6   M P a . O que ocorre se esta pressão for igual a 1,0   M P a ?

Passo 1

E aí, bora fazer mais uma questão?

Vamos lá então!

As propriedades para resolvemos essa questão foram obtidas pela Tabela B.1.

Analisando a bomba.

p 1 = 10   k P a

h 1 = 191,81   k J / k g

Aqui, nós assumimos um processo adiabático e reversível, além de um escoamento incompressível, assim, aplicando a equação de energia, temos:

w P = h 2 - h 1 = ∫ v d p

w P = v 1 ( p 2 - p 1 )

w P = 0,00101 ⋅ ( 3000 - 10 )

w P = 3,02   k J / k g

Substituindo na equação:

3,02 = h 2 - 191,81

h 2 = 194,83   k J / k g

Passo 2

Seguimos para a primeira turbina.

Aqui, novamente possuímos um processo isentrópico.

Então:

p 3 = 3   M P a

T 3 = 400 ° C

h 3 = 3230,82   k J / k g

s 3 = 6,9211   k J / k g

Como temos que:

s 4 = s 3 = 6,9211   k J / k g

p 4 = 0 , 6   M P a

Então:

h 4 = 2 793,2   k J / k g

Já para a segunda turbina:

p 5 = 0 , 6   M P a

T 5 = 400 ° C

h 5 = 3270,3   k J / k g

s 5 = 7 , 7078   k J / k g ⋅ K

Como temos que:

s 6 = s 5 = 7 , 7078   k J / k g ⋅ K

Devemos calcular o título já que possuímos duas fases aqui:

s 6 = s 5 = 7 , 7078 = 0,6495 + x 6 ⋅ 7,501

x 6 = 0 , 9410

Desse modo, temos que:

h 6 = 191,81 + 0,9 417 ⋅ 2392,82

h 6 = 2443,5   k J / k g

Passo 3

Por fim, devemos calcular o rendimento do ciclo, assim:

n = w t o t a l q L

Abrindo essa equação, temos:

n = h 3 - h 4 + h 5 - h 6 h 3 - h 2 + h 5 - h 4

Substituindo os dados:

n = 3230,82 - 2793,2 + 3270,3 - 2443,5 3230,82 - 194,83 + 3270,3 - 2793,2

n 1 = 0,3 56

Passo 4

Agora devemos repetir o processo do Passos 2 e 3 considerando a pressão de reaquecimento igual a 1,0   M P a .

Para a primeira turbina.

Aqui, novamente possuímos um processo isentrópico.

Então:

p 3 = 3   M P a

T 3 = 400 ° C

h 3 = 3230,82   k J / k g

s 3 = 6,9211   k J / k g

Como temos que:

s 4 = s 3 = 6,9211   k J / k g

p 4 = 1,0   M P a

Então:

h 4 = 2940,85   k J / k g

Já para a segunda turbina:

p 5 = 1,0   M P a

T 5 = 400 ° C

h 5 = 3263,9   k J / k g

s 5 = 7,465   k J / k g ⋅ K

Como temos que:

s 6 = s 5 = 7,465   k J / k g ⋅ K

Devemos calcular o título já que possuímos duas fases aqui:

s 6 = s 5 = 7,465 = 0,6495 + x 6 ⋅ 7,501

x 6 = 0,9087

Desse modo, temos que:

h 6 = 191,81 + 0,9087 ⋅ 2392,82

h 6 = 2366   k J / k g

Passo 5

Por fim, devemos novamente calcular o rendimento do ciclo, assim:

n = w t o t a l q L

Abrindo essa equação, temos:

n = h 3 - h 4 + h 5 - h 6 h 3 - h 2 + h 5 - h 4

Substituindo os dados:

n = 3230,82 - 2940,85 + 3263,9 - 2366 3230,82 - 194,83 + 3263,9 - 2940,85

n 2 = 0,353

E desse modo, finalizamos a nossa questão, até a próxima!

Resposta

n 1 = 0,35 6

n 2 = 0,353

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