Vapor de água se expande em uma turbina de 4 MPa e 500 °C até 0,5 MPa e 250 °C a uma taxa de 1.350 kg/h. Calor é perdido pela turbina a uma taxa de 25 kJ/s durante o processo. A potência produzida pela turbina é de:

(a) 157 kW (b) 207 kW (c) 182 kW (d) 287 kW (e) 246 kW

Passo 1

Se observarmos a Tabela A-5, percebemos que a entrada e a saída são vapores super aquecidos. Então vamos usar a Tabela A-6 para calcular a entalpia:

P e = 4   M P a T e = 500   º C ⇒ T a b e l a   A - 6 h e = 3446 k J k g  

P s = 0,5   M P a T s = 250   º C ⇒ T a b e l a   A - 6 h s = 2961 k J k g  

Passo 2

A energia é conservada, então a energia que entra é igual à que sai:

E e n t r a = E s a i

h e ⋅ m ˙ = h s ⋅ m ˙ + Q p e r d i d o + W ˙ t u r b i n a

3446 k J k g ⋅ 1350 k g h = 2961 ⋅ 1350 k g h + 25 k J s + W ˙ t u r b i n a

Cuidado! A vazão está em quilogramas por hora, vamos converter para quilogramas por segundo:

3446 k J k g ⋅ 1350 k g 3600   s = 2961 ⋅ 1350 k g 3600   s + 25 k J s + W ˙ t u r b i n a

Isolamos a potência da turbina:

W ˙ t u r b i n a = 3446 ⋅ 1350 3600 k J s - 2961 ⋅ 1350 3600 k J s   - 25 k J s

W ˙ t u r b i n a = 156,875   k W ≈ 157   k W

Resposta

Letra A)

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