Enunciado

O vapor de água é geralmente acelerado no bocal de uma turbina antes de atingir as suas pás. Em um processo, o vapor entra em um bocal adiabático a 7   M P a e 500   ° C com uma velocidade de 70   m / s , saindo a 5   M P a e 450   ° C . Considerando que a vizinhança está a 25   ° C , determine (a) a velocidade de saída do vapor, (b) a eficiência isentrópica e (c) a exergia destruída dentro do bocal.

Passo 1

O vapor é acelerado em um bocal adiabático. A velocidade de saída do vapor, a eficiência isentrópica, e o esforço destruído dentro do bico devem ser determinados. As propriedades do vapor na entrada e na saída do bico são (Tabelas A-4 até A-6)

Passo 2

Analisando, (a) Nós tomamos o bico como o sistema, que é um volume de controle. O balanço energético para este sistema de fluxo constante pode ser expresso na forma de taxa como,

Então a velocidade de saída torna-se,

Passo 3

(b) A velocidade de saída para o caso isentrópico é determinada a partir de

Portanto,

Passo 4

(c) A parte da potência de saída que é utilizada apenas para superar as irreversibilidades é equivalente à destruição por esforço, que pode ser determinada a partir de um equilíbrio de esforço ou diretamente a partir de sua definição X d e s t r u i d o = T 0 S g e n onde a geração de entropia S g e n é determinada a partir de um equilíbrio de entropia em um sistema estendido que inclui o dispositivo e seu entorno imediato

Em substituição, determina-se que a destruição por esforço no bocal, com base na massa unitária, é

Resposta

a )   V 2 = 439.6   m / s

b )   η N = 86.4 %

c ) x d e s t r u i d o = 6.28   k J / k g

Ver Outros Exercícios desse livro