Turbina a vapor – Cálculo do trabalho e eficiência

Descrição

Calcular o trabalho desenvolvido em uma turbina a vapor considerando a eficiência isentrópica do equipamento. A turbina recebe vapor superaquecido e o expande até uma pressão de saída inferior, gerando potência mecânica.

Turbina Turbina

O modelo baseia-se na primeira lei da termodinâmica para sistemas em regime permanente:

\dot{W} = \dot{m} (h_e - h_s)

onde:

$\dot{m}$ : vazão mássica de vapor
$h_e$ : entalpia do vapor na entrada
$h_s$ : entalpia do vapor na saída

A eficiência isentrópica é considerada na determinação do trabalho real:

\eta_{iso} = \frac{W_{real}}{W_{iso}}

Dados de entrada

Parâmetro	Unidades padrão	Descrição
Vazão mássica de entrada de vapor	kg/s	Taxa de fluxo mássico de vapor na entrada da turbina
Temperatura de entrada	°C	Temperatura do vapor na entrada
Pressão de entrada	bar	Pressão do vapor na entrada
Pressão de saída	bar	Pressão de descarga da turbina
Eficiência isentrópica	%	Rendimento do processo de expansão

Dados de saída

Parâmetro	Unidades padrão	Descrição
Vazão mássica de vapor de saída	kg/s	Vazão mássica de vapor após a expansão
Trabalho	kW	Potência desenvolvida pela turbina
Qualidade do vapor de saída	%	Fração mássica de vapor seco na saída
Temperatura de saída	°C	Temperatura do vapor na descarga

Notas técnicas:

A entalpia e a entropia são obtidas a partir das propriedades termodinâmicas da água/vapor.
O cálculo considera expansão adiabática e ausência de perdas de calor.

Cálculos

Turbina a vapor – Cálculo do trabalho e eficiência

Dados de entrada

Vazão mássica de entrada de vapor

Temperatura de entrada

Pressão de entrada

Pressão de saída

Eficiência isentrópica

Dados de saída

Trabalho

Qualidade do vapor de saída

Temperatura de saída

Descrição

Dados de entrada

Dados de saída

Referências