exrecicio termo

Sistemas Térmicos
2ª lista 16/10/2014
1ª questão
Considere um ciclo Brayton padrão-ar em que o ar na entrada do compressor está a 100kPa, 20ºC e a razão de pressões através do compressor é 12:1. A temperatura na entrada da turbina é de 1100ºC. A vazão de ar é 10kg/s. Considere o calor específico do ar igual a 1,004kJ/kgK. Determine a potência da turbina, a potência do compressor e o rendimento do ciclo.
Resp: 7013kW; 3048kW; 50,9%

2ª questão
Uma turbina a gás de grande porte, operando de acordo com o ciclo Brayton padrão-ar, fornece uma potência de 100MW para um gerador elétrico. A mínima temperatura no ciclo é 300K. A máxima temperatura, 1600K. A razão de pressões no compressor é 14:1. Considerando o calor específico a pressão constante do ar igual a 1,004kJ/kgK, calcule
a) A potência bruta produzida pela turbina.
b) A fração da potência bruta da turbina que é consumida pelo compressor.
c) O rendimento térmico do ciclo.
Resp: 162,32MW; 39,9%; 53,0%

3ª questão
A potência líquida de um ciclo Brayton padrão-ar é 14MW. O estado do ar na entrada do compressor é 17ºC, 100kPa. A razão de compressão é 16:1. O calor fornecido ao ar na câmara de combustão é 960kJ/kg. Calcule a máxima temperatura do ciclo.
Resp: 1596,5K

4ª questão
Um regenerador ideal (eficiência igual a 100%) é incorporado ao ciclo da 1ª questão. Calcule a nova eficiência térmica.
Resp: 56,5%

5ª questão
Um regenerador com eficiência igual a 75% é incorporado à turbina da 2ª questão. Calcule a nova eficiência térmica.
Resp:58,2%

6ª questão
Considere um compressor de ar com dois estágios, com um resfriador intermediário (intercooler). O ar entra a 100kPa, 17ºC e no primeiro estágio é comprimido isoentropicamente a 500kPa. No intercooler o ar é resfriado isobaricamente a 27ºC. No segundo estágio do compressor sua pressão é elevada a 1000kPa. Calcule o trabalho específico consumido conjuntamente pelos dois estágios e compare com o que seria consumido se a compressão de 100kPa