Ciclos Termodin Micos

INTRODUÇÃO

Os ciclos termodinâmicos são processos que um sistema realiza a fim de se obter trabalho do sistema ou de se realizar trabalho sobre o sistema. Cada tipo de motor, por exemplo, tem um processo diferenciado para que se obtenha trabalho do sistema. Assim o ciclo que rege o funcionamento do motor a diesel é diferente do ciclo que rege o motor a gasolina ou álcool. Estes dois ainda são diferentes do ciclo a vapor e estão longe de ser um ciclo ideal. Neste trabalho, falaremos sobre quatro importantes ciclos termodinâmicos. São eles: Ciclo Rankine, Ciclo Otto, Ciclo Diesel e Ciclo Brayton.

O CICLO RANKINE

O Ciclo Rankine é um ciclo termodinâmico. Como outros ciclos termodinâmicos, sua eficiência máxima é obtida através da eficiência de um Ciclo de Carnot. Seu nome foi dado em razão do matemático escocês William John Macquorn Rankine.
Considere um ciclo baseado em quatro processo que ocorre em regime permanente (fig. 1.1). Admita que o estado 1 seja líquido saturado e o 3 seja vapor saturado ou superaquecido. Este ciclo recebe a denominação de ciclo de Rankine e é o ideal para uma unidade motora simples a vapor. A fig. 1.1 apresenta o dia grama T-s referente ao ciclo e os processos que compõe o ciclo são:
1- Processo de bombeamento adiabático reversível, na bomba.
2- Transferência de calor a pressão constante, na caldeira.
3- Expansão adiabática reversível, na turbina (ou em outra máquina motora tal como máquina a vapor)
4- Transferência de calor a pressão constante, no condensador.

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 diminua a temperatura média na qual o calor é rejeitado aumentará o rendimento do ciclo de Rankine.
Devemos ressaltar que, na análise do ciclo ideal, as variações de energia cinética e potencial, de um ponto do ciclo