Reconsidere o Prob. 10-58. Usando o EES (ou outro programa), investigue os efeitos das eficiências da turbina e da bomba sobre o fluxo de massa e a eficiência térmica, considerando uma variação de 70 a 100% nessas eficiências. Trace curvas para o fluxo de massa e para a eficiência térmica como função da eficiência da turbina para eficiências da bomba de 70%, 85% e 100%, e discuta os resultados em seguida. Desenhe também o diagrama T-s para uma eficiência da turbina e da bomba igual a 85%.

A primeira coisa nesse exercício é retornar ao exercício 10.58 e verificar as considerações feitas para se encontrar as propriedades, o código escrito no EES posssui as mesmas considerações. Tá legal, então o código do EES que contém todas as variáveis e equações utilizadas na resolução do problema está descrito a seguir:

"Dados fornecidos pelo enunciado"

P[8] = 10000 [kPa]

T[8] = 600 [C]

P[9] = 1200 [kPa]

P_reg_fech=600 [kPa]

P[10] = P_reg_fech

P_cond=10 [kPa]

P[11] = P_cond

W_dot_liq=400000 [kW]

"Eta_turb= 100/100" "Eficiência isentrópica da turbina"

Eta_turb_hp = Eta_turb "Eficiência isentrópica para alta pressão"

Eta_turb_ip = Eta_turb "Eficiência isentrópica para média pressão"

Eta_turb_lp = Eta_turb "Eficiência isentrópica para baixa pressão"

Eta_bomba = 100/100 "Eficiência isentrópica da bomba"

"Análise da bomba 1"

P[1] = P[11]

P[2]=P[10]

h[1]=enthalpy(STEAM; P=P[1]; x=0)

v1=volume(STEAM; P=P[1]; x=0)

s[1]=entropy(STEAM; P=P[1]; x=0)

T[1]=temperature(STEAM; P=P[1]; x=0)

w_b_1_s=v1*(P[2]-P[1])

w_b_1=w_b_1_s/Eta_bomba "Eficiência da bomba 1"

h[1]+w_b_1= h[2]

s[2]=entropy(STEAM; P=P[2]; h=h[2])

T[2]=temperature(STEAM; P=P[2]; h=h[2])

"Análise do regenerador aberto"

z*h[10] + y*h[7] + (1-y-z)*h[2] = 1*h[3]

h[3]=enthalpy(STEAM; P=P[3]; x=0)

T[3]=temperature(STEAM; P=P[3]; x=0)

s[3]=entropy(STEAM; P=P[3]; x=0)

"Análise da bomba 2"

P[5]=P[8]

P[4] = P[5]

P[3]=P[10]

v3=volume(STEAM; P=P[3]; x=0)

w_b_2_s=v3*(P[4]-P[3])

w_b_2=w_b_2_s/Eta_bomba "Eficiência da bomba 2"

h[3]+w_b_2= h[4]

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

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

"Análise regenerador fechado"

P[6]=P[9]

y*h[9] + 1*h[4] = 1*h[5] + y*h[6]

h[5]=enthalpy(STEAM; P=P[6]; x=0)

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

s[5]=entropy(STEAM; P=P[6]; h=h[5])

h[6]=enthalpy(STEAM; P=P[6]; x=0)

T[6]=temperature(STEAM; P=P[6]; x=0)

s[6]=entropy(STEAM; P=P[6]; x=0)

"Análise válvula de estrangulamento"

P[7] = P[10]

y*h[6] = y*h[7]

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

s[7]=entropy(STEAM; P=P[7]; h=h[7])

"Análise da caldeira"

q_e + h[5]=h[8]

h[8]=enthalpy(STEAM; T=T[8]; P=P[8])

s[8]=entropy(STEAM; T=T[8]; P=P[8])

"Análise da turbina"

ss[9]=s[8]

hs[9]=enthalpy(STEAM; s=ss[9]; P=P[9])

Ts[9]=temperature(STEAM; s=ss[9]; P=P[9])

h[9]=h[8]-Eta_turb_hp*(h[8]-hs[9]) "Eficiência isentrópica para turbina para alta pressão"

T[9]=temperature(STEAM; P=P[9]; h=h[9])

s[9]=entropy(STEAM; P=P[9]; h=h[9])

ss[10]=s[8]

hs[10]=enthalpy(STEAM; s=ss[10]; P=P[10])

Ts[10]=temperature(STEAM; s=ss[10]; P=P[10])

h[10]=h[9]-Eta_turb_ip*(h[9]-hs[10]) "Eficiência isentrópica para pressões intermediárias"

T[10]=temperature(STEAM; P=P[10]; h=h[10])

s[10]=entropy(STEAM; P=P[10]; h=h[10])

ss[11]=s[8]

hs[11]=enthalpy(STEAM; s=ss[11]; P=P[11])

Ts[11]=temperature(STEAM; s=ss[11]; P=P[11])

h[11]=h[10]-Eta_turb_lp*(h[10]-hs[11]) "Eficiência isentrópica para baixas pressões"

T[11]=temperature(STEAM; P=P[11]; h=h[11])

s[11]=entropy(STEAM; P=P[11]; h=h[11])

h[8] =y*h[9] + z*h[10] + (1-y-z)*h[11] + w_turb

"Análise do condensador"

(1-y-z)*h[11]=q_s+(1-y-z)*h[1]

"Eficiência do ciclo"

w_liq=w_turb - ((1-y-z)*w_b_1+ w_b_2)

Eta_th=w_liq/q_e

W_dot_liq = m_dot * w_liq