Uma base conceitual para máquinas térmicas e processos associados a sistemas térmicos

Objetivo

Obter base conceitual sobre máquinas térmicas e processos que envolvam sistemas térmicos.

ETAPA 3

Considerar um ciclo de potência a vapor regenerativo com um aquecedor de água de

alimentação aberto. Vapor d'água entra na turbina a 8,0 MPa, 480 ºC, e se expande até 0,7

MPa, quando parte do vapor d'água é extraída e desviada para o aquecedor de água de

alimentação aberto, operando a 0,7 MPa. O restante do vapor se expande através da turbina

de segundo estágio até a pressão de 0,008 MPa do condensador. O líquido saturado sai do

aquecedor de água de alimentação aberto a 0,7 MPa. A eficiência isentrópica de cada estágio

de turbina é de 85% e cada bomba opera isentropicamente. Se a potência líquida produzida

pelo ciclo é 100 MW, determinar:

• a eficiência térmica;

• a vazão mássica do vapor que entra no primeiro estágio de turbina, em kg/h.

Resuloção

h_1=3348,4kJ/kg, h_2=2832,8kJ/kg

s_2=6,8606kJ/kg*K

h_4=173,88kJ/kg

A entalpia específica do estado 3 é obtida usando a saída da turbina de segundo estágio

h_3=h_2-η_t (h_2-h_3s)

h_3=2832,8-0,85(2332,8-2146,3)=2249,3kJ/kg

Como o estágio 6 é líquido saturado a 0,7Mpa então h_6=697,22kJ/kg

Entalpia específica nos estágios 5 e 7:

h_5=h_4+v_4 (p_5-p_A)

= 173,88 + (1,0084 X 〖10〗^3 )(m3/kg)(0,7 - 0,008) MPa |((〖10〗^6 N)/m^2 )/1MPa||kJ/(〖10〗^3 N*m)

=174,6kJ/kg

h_7=h_6+v_6 (p_7-p_6)

=697,22+(1,1080*〖10〗^(-3) )(8,0-0,07)|〖10〗^3 |

=705,3kJ/kg

Quando aplicamos o balanço de massa e energia para o volume de controle que contém o aquecedor aberto, amassa é extraída no estágio 2:

O trabalho total produzido pela unidade de massa que atravessa a primeira etapa da turbina será:

Calor absorvido no gerador de vapor por unidade de massa que atravessa a primeira turbina:

O fluxo de massa que entra na turbina (m_1 ) ̇ é determinado utilizando o valor dado pela potência