Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 1
O primeiro estágio de uma turbina recebe vapor a 10 Mpa e 800°C com uma pressão de saída de 800 kPa. Considere que o estágio é adiabático e despreze energias cinéticas. Determine a temperatura de saída e o trabalho específico máximo.
Passo 1
Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!
Dados encontrados no problema:
Da tabela de água superaquecida, no estado de entrada , nós temos o seguinte caso:
Para o processo de estado estacionário, a entropia específica do vapor no estado de saída é dada pela equação
Como se assume que o estágio é adiabático e as energias cinéticas são desprezadas, temos e assumindo que o processo é reversível teremos , como resultado a equação acima se reduz a:
Com isso, nós temos que
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Passo 2
Voltando para a tabela, na pressão de vapor de saída, por interpolação linear podemos calcular a temperatura do vapor no estado de saída como segue:
Portanto, usando a interpolação linear, temos
Substituindo os valores, nós obtemos o seguinte resultado
Portanto, temos
Passo 3
Neste passo, vamos usar o mesmo raciocínio análogo ao passo 2, beleza, tudo tranquilo até aqui, por interpolação linear nós podemos calcular a entalpia específica no estado de saída
Portanto, calculando a entalpia específica do vapor no estado de saída, conforme é representado abaixo
Substituindo os valores, nós temos que
Assumindo o volume de controle como o primeiro estágio da turbina e como o estágio é considerado adiabático, é razoável desprezar a transferência de calor na primeira lei. portanto, obtemos a equação da energia como:
Onde representa o trabalho total específico, então
Substituindo os valores, nós obtemos
Com isso, nós temos que