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Exemplo: Eficiência isentrópica de turbinas – Definição

Calcule o trabalho realizado por esta turbina e calcule a temperatura real na saída da turbina, quando a eficiência da turbina isentrópica for ηT = 0,91 (91%). Engenharia Térmica

Exemplo: Eficiência isentrópica da turbina

Expansão isentrópica vs. adiabática
O processo isentrópico é um caso especial de processos adiabáticos. É um processo adiabático reversível. Um processo isentrópico também pode ser chamado de processo de entropia constante.

Assuma uma expansão isentrópica de hélio (3 → 4) em uma turbina a gás. Nestas turbinas, o estágio de alta pressão recebe gás (ponto 3 na figura; p 3 = 6,7 MPa ; T 3 = 1190 K (917 ° C)) de um trocador de calor e o esgota em outro trocador de calor, onde a pressão de saída é p 4 = 2,78 MPa (ponto 4) A temperatura (para processo isentrópico) do gás na saída da turbina é T 4s = 839 K (566 ° C).

Calcule o trabalho realizado por esta turbina e calcule a temperatura real na saída da turbina, quando a eficiência da turbina isentrópica for η T = 0,91 (91%) .

Solução:

A partir da primeira lei da termodinâmica, o trabalho realizado pela turbina em um processo isentrópico pode ser calculado a partir de:

T = h 3 – h 4s     → W Ts = p (T 3 – T 4s )

Pela Lei do Gás Ideal, sabemos que o calor molar específico de um gás ideal monatômico é:

v = 3 / 2R = 12,5 J / mol K e C p = C v + R = 5 / 2R = 20,8 J / mol K

Transferimos as capacidades de calor específicas em unidades de J / kg K via:

p = C p . 1 / M (peso molar de hélio) = 20,8 x 4,10 -3 = 5200 J / kg K

O trabalho realizado pela turbina a gás no processo isentrópico é então:

T, s = c p ( T3 – T4s ) = 5200 x (1190 – 839) = 1,825 MJ / kg

O trabalho real realizado pela turbina a gás no processo adiabático é então:

WT , real = cp ( T3 – T4s ). η T = 5200 x (1190 – 839) x 0,91 = 1,661 MJ / kg

 

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.