Lista de exercícios de termodinâmica

PME-2321 # TERMODINÂMICA - LISTA DE EXERCÍCIOS 01 – CICLOS TERMODINÂMICOS 1) (5 pontos) Um ciclo de turbina a gás, para uso veicular, é formado por um compressor e duas turbinas. O ar (temperatura T1=300 K e pressão p1 = 100 kPa) entra no compressor ( c = 0,83) e sai com pressão p2=500 kPa. Após passar pelo regenerador ( r = 0,8) (temperatura de saída T3) e pelo combustor (temperatura de saída T4 = 1600 K), o ar entra na primeira turbina, saindo com pressão p5 , apenas o suficiente para que a turbina acione o compressor. O gás é então expandido numa segunda turbina, que aciona as rodas motrizes, passa pelo regenerador e é descarregado na atmosfera, com p7 = 100 kPa. A vazão mássica de ar é de 0,6 kg/s e a eficiência das duas turbinas é de t = 0,88. Sabendo-se que as propriedades do ar e dos gases de combustão podem ser considerados constantes e iguais ao do ar frio, determine: a) A temperatura do ar na saída do compressor (T2 = 511 K); b) A pressão intermediária p5 (P5 = 283,2 kPa); c) A potência líquida do motor (W T2 = 189,4 kW); d) A temperatura do ar na entrada do combustor T1=300 K); e) O rendimento térmico do ciclo ( ciclo = 0,493); f) Todas temperaturas do ciclo, num diagrama T-s. 2) (5 pontos) Um ciclo de refrigeração opera de forma integrada a um ciclo de potência Rankine. Existe um único condensador comum aos dois ciclos, para onde escoam as descargas do compressor de refrigeração e da turbina de potência. A turbina (eficiência isoentrópica de 90%) é responsável apenas pelo acionamento do compressor de refrigeração (eficiência isoentrópica de 80%). Além desses equipamentos, existem, no ciclo motor, a caldeira e a bomba (eficiência isoentrópica de 60%). No ciclo de refrigeração, existem a válvula de expansão e o evaporador. 0 fluido de trabalho é o R-12. Sabe-se que o R-12 deixa a caldeira como vapor saturado a T3 = 105 ° sai do condensador como liquido saturado a T1 = 45° e entra no compressor a T6 = –15 ° C, C, C. Nessas condições, pede-se: a) o desenho