Ta- análise de ciclos termodinâmicos

Páginas: 6 (1449 palavras) Publicado: 25 de novembro de 2012
Instituto Superior De Engenharia de Lisboa

Termodinâmica Aplicada
1º Trabalho de avaliação contínua:

Análise de Ciclos Termodinâmicos

1º Semestre 2012/2013

Trabalho realizado por: João Jardim Nº 35522 Rogério Moreira Nº 35576 Inês Santos Nº 36252 Bruno Martingil Nº 38655

Análise de Ciclos Termodinâmicos
Resolução do Exercício de Análise de Ciclos Termodinâmicos

Figura 1 –Esquema de funcionamento de uma central termoeléctrica funcionando num ciclo a vapor

i)


Cálculo dos rendimentos
Rendimento do Ciclo (Turbina a Vapor): ̇ ̇

Através do esquema apresentado podemos determinar:



Rendimento da Caldeira: ̇ ̇



Rendimento Global: ̇ ̇

Cálculo do Rendimento do Ciclo (Turbina a Vapor): Dado que de vapor ( ̇ ̇ = 5MW que corresponde à potência útilproduzida pela turbina e que o caudal mássico ) podemos calcular a potência térmica produzida pela caldeira ̇ do

seguinte modo: ̇ ̇ . Por isso utilizando a 3040,4 KJ/Kg.

Sabemos que a caldeira produz vapor sobreaquecido a P = 1,4 MPa e tabela das propriedades do vapor sobreaquecido (A-6) conseguimos determinar O enunciado refere que entra àgua na caldeira a .

1

Análise de CiclosTermodinâmicos
Como as tabelas do líquido comprimido (A-7) apresentam relativamente poucos dados, porque a variação das propriedades do líquido comprimido com a pressão é muito pequena, podemos simplificar:

A entalpia do líquido comprimido

, é aproximadamente igual à entalpia do líquido saturado à mesma

temperatura. A simplificação pode ser feita porque as propriedades do líquido comprimidodependem muito mais da temperatura do que da pressão. A tabela das propiedades de àgua saturada (líquido e Vapor, tabela A-4) não apresentam a temperatura de 38 , por isso recorremos a uma interpolação para saber a entalpia correspondente a essa temperatura:

Sabendo as entalpias podemos calcular a potência térmica produzida pela caldeira : ̇ ̇

O rendimento do ciclo será o seguinte : ̇ ̇ Cálculodo Rendimento da Caldeira Como a potência térmica produzida pela caldeira já foi calculada podemos facilmente calcular o rendimento da caldeira , sabendo que PC ( poder calorífico do carvão) = 26700 KJ/Kg e que o caudal mássico de carvão ( ̇ ̇ ̇ Cálculo do Rendimento do Global O rendimento do global é dado pela expressão: ̇ ̇ = ).

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Análise de Ciclos Termodinâmicos ii) Discussão dosrendimentos obtidos em relação ao exercício da aula
Numa primeira análise sobre os rendimentos das caldeiras, podemos ver que existe uma grande variação no caudal mássico do carvão e uma variação pouco significativa do poder calorífico. ̇ ̇

Devido à grande diferença de caudal mássico dos combustíveis, a potência térmica produzida pela caldeira do exercício realizado na aula é muito superior, à doexercício presente. ̇ ̇

Este factor faz com que as quantidades de energia transferidas sobre a forma de calor em relação às quantidades de energia fornecidas às caldeiras, sejam equivalentes, como podemos ver pela seguinte razão:

Podemos assim concluir que a capacidade de conversão de energia nos dois casos são semelhantes. Porém se analisarmos os rendimentos dos ciclos, vereficamos umadescrepância significativa entre os valores.

Existem vários factores para tal variação no rendimento das duas turbinas:     O ligeiro aumento de rendimento que a caldeira do exercício da aula tem, comparativamente com este, faz com que o rendimento da turbina aumente; O facto da temperatura e da pressão de entrada na turbina serem mais elevadas no execício feito na aula, faz com que o rendimentoda turbina aumente; A redução da pressão à saída da turbina poderá ser maior no exercício da aula o que permite maior eficiencia da turbina; Esta turbina poderá ter uma capacidade de conversão de energia por unidade de tempo inferior;

̇ ̇

Estes aspectos podem explicar o facto da relação potência útil e potência térmica ser inferior, relativamente ao exercício da aula.

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