Exerc cio 2 bimestre

TMFA – Termodinâmica e Mecânica dos Fluidos Aplicada (Termodinâmica)

Exercícios – Ciclo de Rankine

Questões para pensar
1. A eficiência térmica de uma instalação de potência a vapor pode ter valores diferentes no inverno e no verão? Explique.
2. Pense em algumas maneiras de aproveitar a água de arrefecimento que sai do condensador de uma grande usina de potência.
3. Que efeitos sobre a ecologia de um rio podem resultar do uso da água para arrefecimento do condensador de uma instalação de potência?
4. Por que a água é o fluido de trabalho mais utilizado em usinas de potência a vapor?
5. Qual a sua opinião sobre a utilização de energia solar para gerar eletricidade? Problemas
1. Calcular o rendimento do exercício desenvolvido em sala adotando agora o vapor superaquecido na entrada da turbina a 500 °C, com as demais condições mantidas, isto é: P2=0,5 Kgf/cm2; P1=50 Kgf/cm2; x3=0. Comparar este rendimento com o do exercício desenvolvido em sala e justificar a sua variação. Resposta: 32,2%
2. Calcular o rendimento do ciclo do problema 1 adotando a pressão na caldeira de 100 Kgf/cm2 com as demais condições mantidas, isto é:
T1=500 °C; P2=0,5 Kgf/cm2; x3=0. Resposta: 35,2%
3. Imaginemos um ciclo de Rankine com reaquecimento do vapor que passa pela turbina do problema 2 na pressão de 75 Kgf/cm2.
Calcular o rendimento deste novo ciclo supondo que a temperatura de reaquecimento seja também se 500 °C e que as demais condições sejam mantidas, isto é: P1=100
Kgf/cm2;
P4=0,5
Kgf/cm2
(condensador); x5=0 (líquido que sai do condensador).
Resposta: 37,3%
4. Suponhamos que o ciclo do problema 3 tenha um preaquecedor de água utilizando para isso 10% do vapor que passa pela turbina. Sabe-se que o vapor é extraído da turbina quando passa por um estágio de pressão igual a 5 Kgf/cm2 e que as demais condições são mantidas, isto é: P1=100 Kgf/cm2; P2=75 Kgf/cm2; P3=75 Kgf/cm2; T1=500 °C;
T3=500 °C; x5=0. Determine o rendimento do ciclo. Resposta: 38,2%

Profa. Dra. Simoni Gheno

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