Maquinas térmicas

DISCIPLINA: SISTEMAS TÉRMICOS II

1ª Lista de Exercícios – Ciclo de Rankine – 27/09/2009

1 ) Quais componentes de um Ciclo de Rankine são os responsáveis pelas pressões alta e baixa no ciclo? 2 ) Uma central de geração de energia a vapor,conforme apresentado na figura abaixo, opera de acordo com um Ciclo de Rankine. O vapor é descarregado da caldeira como vapor saturado a 3
MPa, e o condensador opera a 10 kPa. Detrmine o trabalho específico, a transferência de calor em cada componente do ciclo ideal e a eficiência do ciclo.

Respostas: QH = 2609,3 kJ/kg; QL = 1766,5 kJ/kg; WT = 845,3 kJ/kg e Wb = 3,0 kJ/kg.

3 ) Uma central de potência a vapor que opera baseada em um Ciclo de Rankine, apresenta uma pressão máxima de 3,5 MPa. As temperaturas máxima e mínima do ciclo, são respectivamente iguais a 450 oC e 45 oC. Determine a eficiência deste Ciclo de Rankine. Determine também a eficiência de um ciclo térmico de Carnot que opere entre estas temperaturas máxima e mínima.
Resposta: ηRankine = 0,349 e ηCarnot = 0,56

4) Considere um ciclo real com reaquecimento no qual o vapor d’água entra em uma turbina de alta pressão a 3,0 MPa e 400oC e expande até 10KPa na turbina de baixa pressão. Calcule o rendimento térmico do ciclo e o título do vapor na seção da turbina de baixa pressão.

5 ) Um engenheiro da FTESM deseja entender o efeito do número de estágios de reaquecimento no comportamento do ciclo ideal com reaquecimento. Baseado nos dados do problema 1,utilize dois estágios de reaquecimento, um a 1,2 MPa e o outro a 0,2 MPa, ao invés de considerar apenas um estágio a 0,8 MPa.

6 ) Considere um Ciclo de Rankine Regenerativo que utiliza água como fluido de trabalho. O vapor deixa a caldeira e entra numa turbina a 5 MPa e 450oC. Após a expansão até 300 kPa, parte do vapor é extraído da turbina com o propósito de aquecer a água de alimentação num aquecedor de mistura. A pressão no aquecedor de água de alimentação é igual a 300 kPa e a água na