Ciclos Térmicos

CICLOS TÉRMICOS

Todo ciclo termodinâmico possui uma substância chamada fluido de trabalho, que tem como objetivo transformar calor em trabalho. Basicamente, a instalação térmica a vapor possui quatro elementos fundamentais, onde ocorrem os processos de transformação do fluido de trabalho, conforme se segue:

• Caldeira: onde a substância de trabalho é a água, recebe calor dos gases de combustão (calor de uma fonte quente), pela queima de um combustível na fornalha, transformando a água em vapor.

• Turbina: onde o vapor gerado da caldeira expande-se, desde a alta pressão da caldeira até a baixa pressão do condensador, realizando um trabalho de acionamento de uma máquina, o gerador elétrico.

• Bomba de água de alimentação de caldeira: eleva a pressão do condensado para reinjetar na caldeira para novamente ser transformado em vapor, completando-se o ciclo. A bomba, para pressurizar o condensado, consome parte do trabalho produzido na turbina. CICLO DE RANKINE

Como vimos no ciclo térmico, a descrição acima é o ciclo de Rankine, um processo cíclico ideal (onde não há perdas), que estabelece um rendimento máximo para o qual tende uma máquina real. O ciclo de Rankine é mostrado na figura a seguir, associando-se a um diagrama T-s. Os processos que compreendem o ciclo são:

Bomba – processo de bombeamento adiabático reversível (isoentrópico).
Caldeira – processo de aquecimento à pressão constante (isobárico).
Turbina – processo de expansão adiabático reversível (isoentrópico).
Condensador – processo de resfriamento à pressão constante (isobárico). O trabalho líquido realizado no ciclo pode ser medido pela diferença entre a área representativa do calor recebido na caldeira e a área representativa do calor rejeitado no condensador. Esta diferença é a área situada no interior da figura que representa o ciclo nos diagramas – mede o trabalho líquido realizado no ciclo.
Na análise do ciclo de Rankine, é útil considerar-se rendimento como dependente da