Termodinamica

POTÊNCIA COM TURBINA A GÁS

CICLO DE AR PADRÃO BRAYTON
O ar de saída da turbina retorna ao estado de entrada do compressor pela passagem através de um T.C. onde rejeita calor para o meio.

Transferência de calor e trabalho: PLT

WT = h3-h4 wcp= h2-hi qe= h3-h2 qs= h4-h1
= wT – wcp/qe = (h3-h4)-(h2-h1)/h3-h2 = 1- h4-h1/h3-h2 = 1- T4-T1/T3-T2
Rtr = wcp/wT = h2-h1/h 3-h4 (razão de trabalho reverso)
T= .........= 1- qs/qe

t = 1 – 1/rj k-1/k

A temperatura do gás na saída da turbina é normalmente acima da do ambiente, por isso o produto deve ser descarregado à temperatura próxima à do ambiente para evitar perda de energia. Para evitar esse problema utiliza-se de um trocador de calor com fluxos contrários denominado de regenerador, o qual pre-aquece o ar antes de entrar no combustor, o que provoca redução de combustível a ser queimado no combustor.
Calor de regeneração é o calor que o ar recebe antes de ser introduzido no combustor.

qreg= hx-h2 reg = hx-h2/ h4-h2

T= wT-wcp / qe qtotal= h4-h2

Exercícios: 1. Uma turbina a gás opera seguindo um ciclo Brayton ideal com razão de pressão rp=10. A pressão na entrada do compressor é de 0,1MPa. A temperatura do ar na entrada do compressor é 305k e a da turbina é 1 320K (na entrada). Determine:
a) A temperatura do ar na saída do compressor e a da saída da turbina;
b) A razão de consumo de trabalho ( rct= wcp/wt);
c) A eficiência térmica;
d) O trabalho líquido produzido pela turbina a gás no ciclo.

a)

1
2
3
4
Unid. p 0,1

T
305

pr

h

b) rct= wcp/wt=0,439
c) 0,451
d) wL=371,82kJ/kg

2. No exerc. 1 adapta-se um regenerador de eficiência 80%. Calcule o novo rendimento.
Resp.: 0,535 (53,5%)

3. Ar é comprimido de 100kPa, 300k até 1000kPa em um compressor de dois estágios com interresfriamento entre os estágios a 300kPa e 300K.

a) A temperatura na