Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 49
Vapor d´água entra em uma turbina operando em regime permanente a 500°C, 40 bar e com uma velocidade de 200 m/s, e se expande adiabaticamente até a saída da turbina, em que se encontra como vapor saturado a 0,8 bar, com a velocidade d e150 m/s, e uma vazão volumétrica de . A potência desenvolvida pela turbina, em kW, é aproximadamente
- 3500,
- 3540,
- 3580,
- 7470.
Passo 1
Faaaaaaaaala galera, bora para mais um?
Dados fornecidos:
O vapor de água se expande adiabaticamente através de uma turbina
Pressão de entrada de vapor de água na turbina
Temperatura de entrada de vapor de água na turbina
Velocidade de entrada de vapor de água na turbina
A água sai como um vapor saturado em
Velocidade de saída do vapor de água na turbina
Saindo da vazão volumétrica
Passo 2
Aplicando balanço de energia na entrada e saída da turbina, teremos:
Uma vez que o processo é adiabático, não há transferência de calor, então
Ao negligenciarmos as mudanças de energia potencial, a equação de energia acima acaba se tornando
Resolvendo para a potência desenvolvida
Passo 3
Para encontrarmos a taxa de fluxo de massa, usando a equação
A partir da tabela de água saturada,
Substituindo os valores que obtivemos , na fórmula a seguir, teremos
Portanto, a taxa de fluxo de massa
Passo 4
Em
e a a partir da tabela de água saturada
a partir da tabela de águas saturadas.
Substituindo valores conhecidos na equação (1), teremos
Portanto, a potência desenvolvida pela turbina está mais próxima de
Resposta
A resposta correta e a letra (c).