Enunciado

Reconsidere o Prob. 10-53. Usando o EES (ou outro programa), determine a quantidade de calor adicional que deve ser fornecida para a caldeira quando a eficiência isentrópica da turbina, antes e depois do ponto de extração, estiver a 90% e houver uma queda de pressão de 10 kPa através da caldeira.

Passo 1

Tá legal, vamos começar o exercício escrevendo o código para resolver o problema, com todas as análises de volume de controle separadas, então, teremos:

"Dados do problema"

P[3]=3000 [kPa]

DELTAP_caldeira=10 [kPa]

P[4]=P[3]-DELTAP_caldeira

T[4]=350 [C]

P[5]=1000 [kPa]

P[6]=20 [kPa]

eta_T=0,90

P[2]=P[3]

P[7]=P[5]

P[1]=P[6]

"Análise da bomba"

x[1]=0

h[1]=enthalpy(STEAM; P=P[1]; x=x[1])

v[1]=volume(STEAM; P=P[1]; x=x[1])

w_b=v[1]*(P[2]-P[1])

h[2]=h[1]+w_b

"Análise da turbina"

h[4]=enthalpy(STEAM; P=P[4]; T=T[4])

s[4]=entropy(STEAM; P=P[4]; T=T[4])

s[5]=s[4]

h_s[5]=enthalpy(STEAM; P=P[5]; s=s[5])

T[5]=temperature(STEAM; P=P[5]; s=s[5])

x_s[5]=quality(STEAM; P=P[5]; s=s[5])

s[6]=s[4]

h_s[6]=enthalpy(STEAM; P=P[6]; s=s[6])

x_s[6]=quality(STEAM; P=P[6]; s=s[6])

h[5]=h[4]-eta_T*(h[4]-h_s[5])

h[6]=h[4]-eta_T*(h[4]-h_s[6])

x[5]=quality(STEAM; P=P[5]; h=h[5])

x[6]=quality(STEAM; P=P[6]; h=h[6])

"Análise do regenerador"

x[7]=0

h[7]=enthalpy(STEAM; P=P[7]; x=x[7])

T[7]=temperature(STEAM; P=P[7]; x=x[7])

T[3]=T[7]

h[3]=enthalpy(STEAM; P=P[3]; T=T[3])

y=(h[3]-h[2])/(h[5]-h[7])

"Análise da caldeira"

q_e=h[4]-h[3]

"Análise da turbina"

w_T=h[4]-h[5]+(1-y)*(h[5]-h[6])

"Eficiência térmica do ciclo"

w_liq=w_T-w_b

Eta_th=w_liq/q_e

Passo 2

Dessa forma, rodando o código, temos os seguintes resultados:

Então, o calor que deve ser adicionado na caldeira será:

q e = 2351   k J / k g

Resposta

q e = 2351   k J / k g

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