Ciclo Rankine

Ciclo Rankine

Lucas Oliveira Santos
2013.1.00641.11
Layanne Siqueira Costa Rodrigues
2013.1.00645.11
Professor: Élcio Nogueira

Introdução:
Seu nome foi dado em razão do matemático

escocês William John Macquorn Rankine.
O Ciclo Rankine é um ciclo termodinâmico.
É o ciclo ideal das usinas de potência a vapor.
Como outros ciclos termodinâmicos, sua

eficiência máxima é obtida através da eficiência de um Ciclo de Carnot.

Componentes básicos do ciclo
Rankine:
Bomba (1 a 2)
Caldeira (Trocador de calor) (2 a 3)
Turbina (3 a 4)
Condensador (Trocador de calor) (4 a 1)

Processos:
(1-2): Compressão adiabática reversível

(isentrópica) na bomba
 (2-3): Aquecimento a pressão constante na

caldeira.
 (3-4): Expansão adiabática reversível (isentrópica)

na turbina
 (4-1): Rejeição de calor a pressão constante no

condensador

Explicação do processo:
A água entra na bomba no estado 1 como líquido

saturado.
É comprimida de maneira isoentrópica até a pressão

de operação da caldeira.
 A água entra na caldeira como líquido comprimido

(estado 2) e sai como vapor superaquecido (estado 3).
O vapor d’água superaquecido entra na turbina, onde

ocorre a expansão isoentrópica e produção de trabalho. Explicação do processo:
Nesse processo, a pressão e a temperatura caem

até os valores do estado 4, no qual o vapor
(mistura) entra no condensador.
O vapor é condensado a pressão constante.
Calor é rejeitado para um meio de resfriamento

(lago, rio, atmosfera).
Água deixa o condensador como líquido saturado

(estado 1) e entra na bomba completando o ciclo.

Diagrama T-s do Ciclo Rankine

Rendimento Térmico
A eficiência máxima do ciclo Rankine é obtida através

da eficiência de um ciclo de Carnot.
Na análise do ciclo de Rankine é útil considerar que o

rendimento depende da temperatura média na qual o calor é fornecido e da temperatura média na qual o calor é rejeitado.
Qualquer variação que aumente a temperatura média

na qual o calor é fornecido, ou que