Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 28
Reconsidere o Prob. 10–27. Agora, propõe-se que a água líquida que deixa o separador seja conduzida para outro separador de líquido mantido a 150 kPa, e que o vapor produzido seja encaminhado para o estágio de baixa pressão da mesma turbina. Ambas as correntes de vapor saem da turbina no mesmo estado de 10 kPa e 90% de título. Determine (a) a temperatura do vapor na saída da segunda câmara de flash, (b) a potência produzida pelo estágio de baixa pressão da turbina e (c) a eficiência térmica da usina.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem?
Consideremos:
Bem, mais uma vez, para início de análise, o problema indica que o estado 1 encontra-se em líquido saturado. Sabemos que o estado 1 encontra-se à mesma temperatura do estado 4, que por sinal, já sabemos a pressão. Então, utilizando o auxílio das tabelas A.4, A.5 e A6, é possível encontrar algumas relações termodinâmicas.
Passo 2
Temos a temperatura de , na tabela de líquido saturado, para esta temperatura, podemos obter:
Sabendo que e que :
Assim, o fluxo de massa de vapor na turbina:
E
Assim:
Passo 3
Na turbina, estado 3 está em vapor superaquecido com , então:
Sabemos que e que encontra no estado de mistura, portanto há título:
Para encontrar o :
Para o estado 6, sabemos que e é líquido saturado, das tabelas termodinâmicas: .
Para o estado 7, sabemos a pressão e que , portanto, pode ser encontrado o título e a temperatura neste estado:
E .
Passo 4
Para o estado 8, sabe-se a pressão e que se encontra em vapor saturado, assim, das tabelas termodinâmicas, temos que .
A potência produzida pelo estágio de baixa pressão da turbina (iremos testar os dois estágios):
E
Ainda não sabemos , podemos encontrar pela expressão (analisar esquema do problema):
Então:
Portanto, a potência produzida pelo estágio de baixa pressão da turbina é .
Passo 5
A eficiência térmica da usina é:
Para encontrar a energia que consumida:
Sendo , proveniente do líquido saturado à 25ºC.
Então:
Portanto:
Resposta
Portanto: a) b) c)