Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 77
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 e com uma velocidade de , saindo a e . Considerando que a vizinhança está a , 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 onde a geração de entropia 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
