Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 52
Vapor flui em regime permanente por uma turbina a uma taxa de 45000 lbm/h, entrando a 1000 psia e 900 °F e saindo a 5 psia como vapor saturado. Considerando que a potência gerada pela turbina equivale a 4 MW, determine a taxa de perda de calor do vapor.
Passo 1
Temos que o balanço de energia pode ser dado por:
Adotando a turbina como sistema, temos as seguintes considerações:
- A turbina opera em regime permanente, ;
- As variações de altura e velocidades entre as correntes são desprezíveis, .
Assim, o balanço de energia da turbina ficará da seguinte forma:
Passo 2
Analisando nas tabelas de vapor em unidades inglesas, verificamos que a entalpia específica nas condições de entrada é e, nas condições de saída, a entalpia específica é de .
Temos que a potência de 4 MW = 4000 kJ/s pode ser convertida para Btu/s utilizando o seguinte fator de conversão:
Dividindo também o fluxo mássico por 3600 para converter lbm/h para lbm/s, teremos que .
Passo 3
Substituindo os dados no balanço de energia, temos:
Note que o sinal negativo na potência é devido ela estar sendo produzida, ou seja, está saindo da turbina.
Resposta
A taxa de calor perdido pelo vapor é de 182,25 Btu/s.