Enunciado

Refaça o Prob. 11.26 admitindo que o fluido de trabalho do ciclo é a amônia.

Passo 1

Novamente vamos repetir a questão, você já tá craque em resolver ela né?

O problema nos pede para repetir o Prob. 11.26 e calcular o rendimento térmico deste ciclo, e para isso devemos analisar cada componente dele separadamente.

Começamos pela bomba.

Aqui temos um processo adiabático e reversível, assim, aplicando a equação de energia:

w P = h 2 - h 1

Como trabalhamos com um fluido incompressível facilmente calculamos o trabalho:

w P = ∫ v d p

w P = v 1 ( p 2 - p 1 )

Pela Tabela B.2.1, obtemos algumas propriedades da amônia para as temperaturas de 40 e 85 ° C , respectivamente:

p 1 = 1554,9   k P a

v 1 = 0,00 1725   m 3 / k g

h 1 = 371,43   k J / k g

p 2 = 4 608,6   k P a

Substituindo na equação:

w P = 0,00 1725 ⋅ 4608,6 - 1554,9

w p = 5,27   k J / k g

Assim, conseguimos calcular também h 2 :

w p = h 2 - h 1

5,27 = h 2 - 371,43

h 2 = 376,7   k J / k g

Passo 2

Seguindo para a caldeira.

Aqui, temos apenas a transferência de calor sem trabalho, então:

q H = h 3 - h 2

Como podemos obter h 3 pela Tabela B.2.1 a 85 ° C , conseguimos calcular o calor transferido:

h 3 = 1447,8   k J / k g

Substituindo na equação:

q H = 1447,8 - 376,7

q H = 1071,1   k J / k g

Passo 3

Indo para a turbina.

Aqui temos novamente um processo isentrópico, então:

s 4 = s 3

Desse modo, conseguimos calcular o seu título:

s 4 = s 3 = 4,3901 = 1,3574 + x 4 ⋅ 3,5088

x 4 = 0,8 643

Com isso, podemos agora calcular h 4 :

h 4 = 371,43 + 0,8 643 ⋅ 1098,8

h 4 = 1321,13   k J / k g

Aplicando a equação de energia:

w T = h 3 - h 4

w T = 1447,8 - 1321,12

w T = 126,67   k J / k g

Passo 4

Por fim, vamos calcular o que se pede, que é o rendimento deste ciclo:

n = w t o t a l q H

n = w T - w P q H

n = 126,67 - 5,27 1071,1

n = 0,1 13

Só repetir né?

Até a próxima questão!

Resposta

n = 0,1 13

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