Exercicios termodinamica

Termodinâmica

Ficha Nº 6

P 6.1 - Um ciclo ideal de turbina a gás utiliza ar como fluido operante.
Sabendo que o ar entra no compressor a 300 K, na turbina a 1200 K e que a razão de compressão é 10 determine:
a) A temperatura do ar à saída do compressor

( 574 K )

b) O trabalho específico útil da instalação ( 321 kJ/kg )
c) O rendimento térmico ( 46% )
P 6.2 - Uma turbina a gás estacionária opera segundo o ciclo Brayton ideal com ar como fluido operante. Sabe-se que o ar entra no compressor nas condições P = 95 kPa ; T = 290 K e na turbina a 760 kPa ; 1100 K. Determine o rendimento da instalação para o caso de:
a) Calores específicos constantes

( 43 % )

b) Calores específicos variáveis com a temperatura

( 43 % )

P 6.3 - Ar entra na turbina de uma instalação funcionando segundo o ciclo de
Brayton nas condições P = 1 MPa ; T = 1000 K saindo a 125 kPa ; 600K. O calor é rejeitado para o exterior a uma taxa de 3961 kJ / s e o caudal de ar que atravessa o sistema é de 12.5 kg / s. Sabendo que o rendimento isentrópico do compressor é de 80 % determine a potência útil da instalação.
( 32 % )

P 6.4 - As condições de admissão no compressor de uma turbina a gás de ciclo regenerativo são T = 300 K ; P = 100 kPa. O ar é comprimido para 800 kPa ; 580 K. O regenerador tem uma eficiência de 65 % e o ar é admitido na turbina à temperatura de 1200 K. Se o rendimento isentrópico da turbina for
86 %, determine:
a) A quantidade de calor transferida no regenerador. ( 140 kJ/kg )
b) O rendimento térmico do ciclo. ( 35 % )

P 6.5 - Considere uma turbina a gás ideal com dois estágios de compressão e dois estágios de expansão. As razões de pressão nos estágios de compressão e de expansão são iguais e valem 3. O ar entra em cada estágio de compressão a 300 K e a temperatura de entrada nas turbinas é de 1200 K. Determine a fracção do trabalho da turbina utilizado para mover o compressor e o rendimento térmico do ciclo para as condições:
a)