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
