O vapor d’água entra na turbina de um ciclo de Rankine a 16 MPa e 560°C. A pressão no condensador é de 8 kPa. A eficiência isentrópica, tanto da turbina quanto da bomba, vale 85% e a vazão mássica do vapor que entra na turbina é de 120 kg/s. Determine:

(a) a potência líquida produzida, em kW.

(b) a taxa de transferência de calor do vapor que passa pela caldeira, em kW.

(c) a eficiência térmica.

Represente graficamente cada uma das quantidades dos itens (a) a (c) considerando que as eficiências isentrópicas da turbina e da bomba permaneçam iguais entre si, porém variem de 80 a 100%.

O diagrama do ciclo é

Obtendo as propriedades do vapor a pressão e temperatura da tabela de vapor superaquecido

Considerando o vapor no estado 2

Obtendo as propriedades de vapor saturado na pressão da tabela de vapor saturado

O processo 1-2s é um processo isentrópico, então a entropia permanece constante

Calculando o título no estado 2s

Calculando a entalpia no estado 2s

Calculando a entalpia atual usando a eficiência da turbina

Considerando o vapor no estado 3

Obtendo as propriedades no líquido saturado a pressão

Considerando o estado 4s

Calculando a entalpia no estado 4s usando o trabalho na bomba

Calculando a entalpia atual usando a eficiência da bomba

a) calculando a potência produzida pelo ciclo

b) calculando a entrada de calor ao gerador de vapor

c) Calculando a eficiência térmica do ciclo

Escrevendo no EES um programa

Temos com resultado o seguinte

Podemos criar uma tabela e variar valores