Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 60
Vapor inicialmente a 6 MPa e 600 °C flui em regime permanente em uma turbina com uma vazão mássica de 26 kg/s e velocidade desprezível. O vapor deixa a turbina a 0,5 MPa e 200 °C com uma velocidade de 180 m/s. A taxa de trabalho realizado pelo vapor na turbina é medida em 20 MW. Considerando que a mudança de altura entre a entrada e saída da turbina é desprezível, determine a taxa de transferência de calor associada com esse processo.
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, ;
- A diferença de altura entre as correntes é desprezível, .
Assim, o balanço de energia para a turbina fica da seguinte maneira:
Passo 2
Temos que a variação da energia cinética da turbina é dada por:
Passo 3
Analisando a tabela A-6, vemos que o vapor entra inicialmente como vapor superaquecido com entalpia de . Ao sair ele continua como vapor superaquecido, mas com uma entalpia de .
Assim, substituindo as informações no balanço de energia para a turbina, temos:
O sinal negativo refere-se que a turbina está perdendo essa quantidade de calor para o ambiente.
Resposta
A taxa de calor é de 456,8 kW, este calor está sendo perdido para o ambiente.