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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 51

É proposta a construção de uma usina termelétrica com potência de saída de 1000   M W , tendo o vapor d’água como fluido de trabalho. Os condensadores devem ser esfriados com água de rio (veja Fig. P7.51). A temperatura máxima do vapor é de 550 ° C e a pressão nos condensadores será de 10   k P a . Estimes o aumento na temperatura da água do rio a jusante da usina.

Passo 1

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

Recebemos os seguintes dados para usina de energia elétrica:

T H = 550 ° C = 823   K

W ' = 1000   M W

P = 10   k P a

l = 60   m

h = 8   m

v = 10   m / m i n  

Do lençol de água saturada B.1.2. correspondente a P = 10   k P a podemos encontrar baixa temperatura e volume específico:

T L = 45,81 ° C = 319   K

v = 0,001 m 3 k g

Calculando a eficiência usando o ciclo de Carnot:

η = W ' Q H ' = Q H ' - Q L ' Q H '

Com isso, nós temos que

η = 1 - Q L ' Q H ' = 1 - T L T H = 1 - 319 823

Portanto,

η = 0,6124

Com isso, já podemos calcular a transferência de calor

Q L ' = W ' ∙ 1 - η η = 10 6 ∙ 1 - 0,6124 0,6124

Logo, temos que

Q L ' = 632,9 ∙ 10 3   k W

Passo 2

A vazão de massa é igual a:

m ' = V ' v = l ∙ h ∙ v v

Substituindo os termos

m ' = 60 ∙ 8 ∙ 10 0,001 ∙ 60 = 80000 k g s

Da tabela A.4. podemos encontrar o calor específico da água:

C p = 4,18 k J k g   K

Calculando o aumento de temperatura do rio a jusante da usina:

Δ T = Q L ' m ' ∙ C p

Novamente, fazendo a substituição

Δ T = 632,9 ∙ 10 3 80000 ∙ 4,18 = 1,9   K

Resposta

Δ T = 1,9   K

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