Este documento apresenta 5 exemplos de problemas de termodinâmica envolvendo processos reversíveis com vapor d'água e ar. Os exemplos incluem cálculos de trabalho, temperatura e potência para turbinas, compressores e desuperaquecedores operando entre diferentes pressões e temperaturas.

1. CEUNSP – INSEAD
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA
TERMODINÂMICA II
PROF.: BERNARDINO PEREIRA NETO
EXEMPLOS – 7
1.7 – Vapor d'água entra em uma turbina adiabática a 320 oC, 1 MPa e com velocidade de
60 m/s. O vapor sai da turbina à pressão de 150 kPa com velocidade de 240 m/s. Determine o
trabalho unitário desenvolvido pela turbina considerando o processo reversível.
2.7 – Vapor d'água escoa através de um bocal adiabático. O vapor entra no bocal a 1 MPa,
280 oC e velocidade de 30 m/s. A pressão na descarga do bocal é de 300 kPa. Admitindo que o
processo seja reversível, determine a velocidade do vapor na saída do bocal.
3.7 – Ar é comprimido em um compressor adiabático de 290 K e 100 kPa até a pressão de
1 MPa. Admitindo que o processo seja reversível e que as variações de energia cinética e de
energia potencial sejam desprezíveis, determine (a) a temperatura do ar na seção de descarga;
(b) o trabalho unitário de compressão.
4.7 – Os desuperaquecedores são usados para produzir vapor saturado a partir da mistura de
vapor superaquecido com água na fase líquida. A figura abaixo mostra o esquema de um
equipamento desse tipo que é alimentado com 2 kg/s de vapor d'água a 240 oC e 300 kPa e
com água líquida a 20 oC e à mesma pressão. Determine a vazão em massa de água líquida
para que o desuperaquecedor descarregue vapor saturado a 300 kPa. Calcule também a taxa
de geração de entropia neste processo de mistura.
5.7 – Vapor d'água entra em uma turbina adiabática a 6 MPa e 440 oC e sai a uma pressão de
1,5 MPa. Considerando o processo reversível e desprezando as variações de energia cinética
e de energia potencial, determine (a) a temperatura na descarga da turbina; (b) o trabalho
unitário desenvolvido pela turbina; (c) a potência desenvolvida pela turbina para uma vazão
em massa de vapor de 5 kg/s.
11/11/2008