Termodinamica.

Potência mínima consumida

A potência mínima consumida por um compressor adiabático é dada pela seguinte equação:

P = m * h_1 - m * h_2

Onde:

• P é a potência, em kW
• m é a massa, em kg/s
• h_1 é a entalpia do vapor na entrada, em kJ/kg
• h_2 é a entalpia do vapor na saída, em kJ/kg

As entalpias do vapor podem ser calculadas usando a tabela de vapor d'água. Para as condições de entrada, temos:

h_1 = 3081,6 kJ/kg

Para as condições de saída, precisamos determinar o estado termodinâmico do vapor. Como o compressor é adiabático, a entropia do vapor não se altera. Portanto, podemos usar a seguinte equação para determinar a temperatura de saída:

T_2 = T_1 * (P_2 / P_1) ^ (k - 1) / k

Onde:

• T_1 é a temperatura do vapor na entrada, em K
• T_2 é a temperatura do vapor na saída, em K
• P_1 é a pressão do vapor na entrada, em bar
• P_2 é a pressão do vapor na saída, em bar
• k é o coeficiente de Joule-Thomson, que é aproximadamente igual a 1,33 para o vapor d'água

Substituindo os valores conhecidos, temos:

T_2 = 473,15 K * (60 / 10) ^ (1,33 - 1) / 1,33

T_2 = 442,6 K

Assim, a temperatura do vapor na saída é de 442,6 K.

Substituindo os valores conhecidos na equação da potência, temos:

P = 100 kg/s * 3081,6 kJ/kg - 100 kg/s * 2821,8 kJ/kg

P = 45,6 MW

Portanto, a potência mínima consumida pelo compressor é de 45,6 MW.

Resposta: 45,6 MW; 442,6 K