Enviado por jo_portella

Ciclo Rankine - Lista Exercícios

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Energia Térmica – Ciclo Rankine
Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia (ICET) – UNIP – Campus Limeira
Prof. Jorbison Portella
Engenharia Mecânica 6° e 7° Semestres 2016
1.) Propõe-se que uma usina de força simples a vapor
opere como mostrado na figura abaixo. A água é
completamente vaporizada em uma caldeira, de
modo que a transmissão de calor Qq aconteça a uma
temperatura constante Tq. Encontre (a) o rendimento
Rankine para esta usina e (b) o rendimento por
Carnot.
A turbina agora é real e tem uma eficiência de 85%
na seção de alta pressão e 80% na seção de baixa
pressão. Calcule a eficiência térmica do ciclo e a
vazão de massa da bomba para a mesma produção de
potência.
5.) A turbina de um ciclo Rankine operando entre 4
MPa e 10 kPa é 84% eficiente. Se o vapor é
reaquecido a 400 kPa para 400 ºC, determine a
eficiência do ciclo. A temperatura máxima é 600 º C.
Calcule também a vazão de massa da agua de
resfriamento do condensador se a sua temperatura
aumenta 10 ºC enquanto passa através do
condensador, quando sua vazão de massa do vapor do
ciclo for 10 kg/s, usando as tabelas de vapor.
2.) Em um ciclo Rankine, vapor d’água deixa a
caldeira e entra na turbina a 4 MPa e 400 ºC. A
pressão no condensador é de 10 kPa. Adote a turbina
como ideal e que a potência da mesma é de 15 MW.
Determine (a) o rendimento Rankine, (b) o
rendimento por Carnot (c) a vazão em massa de vapor
e (d) esboce o ciclo no diagrama T x s.
6.) Óleo, com um poder calorífico específico de 30
MJ/kg, é usado em uma caldeira mostrada
esquematicamente na figura. Se 85% de energia é
transferido para o fluido de trabalho na caldeira,
calcule o suprimento mínimo de óleo necessário por
hora.
3.) Para um ciclo Rankine ideal, mostrado na figura,
determine a vazão de massa do vapor e a eficiência
do ciclo usando as tabelas de vapor. A turbina agora
é 87% eficiente. Determine a vazão de massa e a
eficiência do ciclo.
qV  h1  h4
qC  h2  h3
wB  h4  h3  ( p4  p3 )v3
hn  hl  xn .hlv
turbina 
4.) Para um ciclo de reaquecimento ideal mostrado na
figura, calcule a eficiência térmica e a vazão de massa
da bomba.
 Rankine 
w h1  h2

ws h1  h2 s
wT  h1  h2
sn  sl  xn .slv
wT  wB
qV
W  m.w
Carnot  1 
Tf
Tq
Q  m.q
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