Uma turbina a gás que opera em regime permanente é mostrada na Fig. P7.86. O ar entra no compressor com uma vazão mássica de 5 kg/s a 0,95 bar e 22°C e sai a 5,7 bar. Em seguida o ar passa por um trocador de calor antes de entrar na turbina a 1100 K e 5,7 bar. O ar sai da turbina a 0,95 bar. O compressor e a turbina operam adiabaticamente e os efeitos de movimento e gravidade podem ser desprezados. As eficiências isentrópicas do compressor e da turbina são de 81% e 85%, respectivamente. Utilizando o modelo de gás ideal para o ar, determine:

  1. A potência líquida desenvolvida
  2. As taxas de destruição de exergia para o compressor e para a turbina
  3. A taxa líquida de exergia transportada da instalação na saída da turbina

Adote T 0 = 22 ° C   e   p 0 = 0,95   b a r .

Passo 1

Iai galera, como estamos? Bora pra mais uma questãozinha braba desse assunto!

  1. O balanço de massa e energia nos dá que:
  2. 0 = Q c v - W c v + m ( h 1 - h 2 )

    Usando os dados da questão nós temos que:

    Q c v = 0,7 + 3,9 706,8 - 295,17 1 10 3 = 2,305   M W

    Usando a equação 7.33, temos que:

    E q = 1 - T 0 T b Q c v = 1 - 1,295 761 2,305 = 1,411   M W

  3. Com a equação 7.34, temos que:
  4. E f 1 - E f 2 = m h 2 - h 1 - T 0 s 2 - s 1 = 0,595   M W

  5. Usando o balanço de exergia temos que:

E d = E q - W c v + E f 1 - E f 2 = 1,411 - 0,7 - 0,595 = 0,116   M W

Resposta

E q = 1,411   M W

E f 1 - E f 2 = 0,595   M W

E d = 0,116   M W

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