Ciclo de potência a vapor

Ciclo de Potência a Vapor
Os dispositivos ou sistemas utilizados para produzir potência são geralmente chamados de motores ou máquinas, e os ciclos termodinâmicos nos quais eles operam são chamados de ciclo de potência. Os ciclos termodinâmicos podem ser categorizados como ciclos a gás e ciclos a vapor, dependendo da fase do fluido de trabalho. Nos ciclos a gás, o fluido de trabalho permanece na fase gasosa em todo o ciclo, enquanto nos ciclos a vapor, o fluido de trabalho existe na fase vapor durante uma parte do ciclo e na fase líquida durante a outra parte. Os ciclos termodinâmicos podem ser classificados ainda de outra forma: ciclos fechados e abertos. Nos ciclos fechados, o fluido de trabalho volta ao estado inicial no final do ciclo e circula novamente nos ciclos abertos, o fluido de trabalho é renovado ao final de cada ciclo. No ciclo de potência a vapor, o fluido de trabalho é alternadamente vaporizado e condensado. O vapor d’água é o mais comum fluido de trabalho utilizado devido às suas características desejáveis, como custo baixo, disponibilidade e alta entalpia de formação.

Ciclo de Rankine: O Cicloo Ideal para os Ciclos de Potência a Vapor O ciclo ideal das usinas de potência a vapor é o Ciclo de Rankine (Fig. 1).

Figura 1. O ciclo de Rankine simples ideal.

Aula 6 – Termodinâmica Aplicada
Ciclo de Potência a Vapor

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O Ciclo de Rankine ideal não envolve nenhuma irreversibilidade interna e consiste nos quatro seguintes processos:

1-2: 2-3: 3-4: 4-1:

Compressão isoentrópica numa bomba Adição de calor a pressão constante numa caldeiraa Expansão isoentrópica numa turbina Rejeição de calor a pressão constante num condensador.

Água entra na bomba no estado 1 como líquido saturado e é comprimida de maneira isoentrópica até a pressão de operação da caldeira. A temperatura da água aumenta um pouco durante esse processo de compressão isoentrópica, devido a uma ligeira diminuição do volume específico da água. A distância vertical entre