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Enunciado

Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 82

Vapor d’água entra em uma turbina a 300   ° C e sai a 20   k P a . Estima-se que o rendimento isoentrópico da turbina é de 70 % . Qual é a expressão máxima de entrada na turbina, se a descarga não pode estar na região de duas fases (líquido e vapor)?

Passo 1

Fala, galera! Vamos começar a questão analisando os estágios do processo. No estado 1, temos:

T 1 = 300   ° C + 273,15 = 573,15   K

Pelas tabelas de propriedades, temos:

h 1 = 3061,63   k J / k g

s 1 = 7,3723   k J / k g K

E para o estado real 2, temos:

h 2 ' = 2609,7   k J / k g

T 2 ' = 60,06   K

s l 2 = 0,8319   k J / k g K

s l v 2 = 7,0766   k J / k g K

Vamos lá!

Passo 2

Como o processo é isoentrópico, temos:

s 1 = s 2

Assim,

s 2 = s l 2 + x 2 s l v 2

x 2 = 7,3723 - 0,8319 7,0766

x 2 = 0,924

A entalpia ideal será:

h 2 = 251,38 + 0,924 2358,33

h 2 = 2430,47   k J / k g

Portanto, a eficiência isentrópica da turbina será:

η T = 3061,63 - 2609,7 3061,63 - 2430,47

η T = 0,716

E concluímos o exercício! 😉

Resposta

η T = 0,716

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