Capitulo 8 Potência Vapor

Cap. 8 – Sistemas de potência a vapor
8.1 – Modelando sistemas de potência a vapor

Central de Pego – Portugal – 584 MW

8.2 – Análise de sistemas de potência a vapor

8.2.1 – Trabalho e transferência de calor
Equação da cons. da energia :
2
2


V

V
E
S



0 Q

W

m
.
( h  h )

 g ( z  z ) v .c . v .c .
S
E
S 
 E
2



Turbina


W
t
h1  h2

m expansão adiabática

Condensador:

Bomba


Q
sai
h2  h3

m


W
b
h4  h3

m

compressão adiabática

Caldeira:


Q
ent
h1  h4

m

Eficiência ou rendimento do ciclo:


  W

W
 (h1  h2 )  (h4  h3 ) 
W
liq t b




Q
Q
(
h

h
)
1
4


ent ent  Q

Q
(h2  h3 ) ent sai

1 
Q
(h1  h4 ) ent Razão de trabalho reversa:


W
(h4  h3 ) b bwr 


Wt (h1  h2 )

Ciclo de Rankine ideal:
Processso 1-2 : Expansão isentrópica do fluido de trabalho => vapor saturado (1) a mistura (2)
Processso 2-3 : Rejeição de calor a pressão constante => mistura (2) a liquido saturado (3)
Processso 3-4 : Compressão isentrópica do fluido => liquido saturado (3) a líquido comprimido (4)
Processso 4-1 : Transferência de calor a pressão constante => liquido comprimido (4) a vapor saturado (1)

Turbina a vapor multi-estágios

Exemplo 8.1 :

Calcular:

Potência líquida = 100 MW

a) Eficiência térmica:
b) razão de trabalho reversa
c) vazão de vapor em kg/h
d) taxa de transferência de calor que entra
e) taxa de transferência de calor que sai
f) vazão de água de arrefecimento (Tent = 15 oC e Tsai = 35 oC)

Ponto 1 do ciclo:

Vapor saturado a 8 MPa tabela A-3 => h1 = 2758 kJ/kg
=> s1 = 5,7432 kJ/kg.K

Ponto 2:
1-2

Mistura líquido-vapor a 0,008 MPa

Expansão isoentrópica => s2 = 5,7432 kJ/kg.K

s 2  s f 5,7432  0,5926

0,6745 sg  s f
7,6361

Título x2

x2 

Entalpia h2

h2 hf  x 2 .hfg 173,88  (0,6745 ) 2.403,1 1.794,8 kJ / kg

Ponto 3:

líquido saturado a 0,008 MPa

Ponto 4:

líquido saturado a 8 MPa

h3 = 173,88 kJ/kg


W
h4 h3  b h3  v 3 .(p 4  p3 )

m h4 = 173,88+1,008x10-3 .