maquinas termicas

Estudo Dirigido Entregar na aula da 8ª Semana
Estudo dirigido 1 – Livro do Cengel - Exercício 10-90E
Uma central geotérmica em Nevada, EUA, que começou a operar comercialmente em 1986, é projetada para operar com sete unidades idênticas. Cada uma dessas sete unidades consiste em um par de ciclos de potência, denominados Nível I e Nível II, operando em ciclo Rankine simple e usando um fluido orgânico como fluido de trabalho.

A fonte de calor para a planta é a água geotérmica que entra no vaporizador (Caldeira) do
Nível I de cada unidade a 162,8°C a uma taxa de 48,42 kg∕s, e fornece 6,7MJ ("M" significa
"milhões "). O fluido orgânico entra no vaporizador com temperatura de 94,6°C a uma taxa de 19,9 kg∕s e deixa o condensador com temperatura 139,1°C e pressão de 1,56 MPa como vapor saturado. Este vapor saturado expande na turbina para 35,4°C e 131 kPa e produz
1271 kW de energia elétrica. Cerca de 150+(Dois últimos números do RA) kW da energia é utilizada pelas bombas, equipamentos auxiliares e ventiladores do condensador.
Posteriormente, o fluido de trabalho passa pelo condensador sendo resfriado pelo ar que entra no condensador a 12,8°C a uma taxa de 528,6 kg∕s, e sai a 29,2°C. O fluido é bombeado e depois aquecido em um pré-aquecedor de 94,6°C, absorvendo 3,26 MJ de calor da água geotérmica (proveniente do vaporizador de Nível II) que entra no pré-aquecedor a
99,9 °C e o deixar a 67,8 °C.

Tomando o calor específico médio da água geotérmica igual a 1.33 kJ/kg.K, determine (a) a temperatura de saída da água geotérmica do vaporizador, (b) a taxa de rejeição de calor do fluido de trabalho para o ar no condensador, (c) o fluxo mássico da água geotérmica no préaquecedor, e (d) a eficiência térmica do ciclo de Nível I da usina geotérmica.

Estudo dirigido 2
Um ciclo de refrigeração ideal usando ar como fluido de trabalho deve manter um espaço refrigerado a 23°C enquanto rejeita calor para o meio circundante a 27°C. Se a razão de pressão
do