Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 51
Vapor de água entra em uma turbina adiabática a 10 Mpa e 500 °C, e sai a 10 kPa com um título de 90%. Desprezando as variações das energias cinética e potencial, determine o fluxo de massa necessário para uma produção de potência de 5 MW.
Passo 1
Temos que o balanço de energia pode ser dado por:
Adotando a turbina como sistema, temos as seguintes considerações:
- A turbina opera em regime permanente, ;
- A turbina é adiabática, ;
- As variações de altura e velocidades entre as correntes são desprezíveis, ;
Ficamos então com o seguinte balanço de energia para a turbina:
Passo 2
Queremos saber o fluxo mássico necessário para que a turbina nas condições de entrada e saída de vapor gerem 5 MW de potência.
Analisando as condições de entrada do vapor na turbina nas tabelas, temos que a entalpia específica do vapor de entrada é , sendo um vapor superaquecido. Já na saída da turbina, temos uma mistura líquido-vapor saturada, daí, a entalpia de saída será dada por:
Olhando na tabela de vapor saturado temos que e , assim:
Passo 3
Substituindo os dados no balanço de energia, temos:
O sinal negativo na potência refere-se a ela ser produzida, ou seja, sair da turbina.
Resposta
O fluxo mássico para gerar 5 MW de potência é de 4,85 kg/s.