Analise as proposições a seguir e assinale C para correto E para equivocado.
( ) Considerando que o combustível possua poder calorífico inferior igual a 30 MJ / kg, um ciclo de turbina a gás com eficiência teórica de 40 %, em que 10 MW são rejeitados para o meio, consumirá mais de 0,55 kg / s desse combustível.
( ) A geração de entropia na turbina de um ciclo Brayton acarreta aumento da temperatura dos gases na saída, de forma que a eficiência isentrópica é inferior a 100 %.
( ) Os preaquecedores de ar dos ciclos de turbina a gás são mais eficientes quando a planta opera em ciclo combinado, isto é, mais calor pode ser transferido ao ar de entrada da câmara de combustão.
( ) Em plantas de turbina a gás, um importante dispositivo é o resfriador de ar de entrada do compressor, responsável pelo aumento da massa específica deste, que, por sua vez, acarreta melhor desempenho ao ciclo.
[1,0 ponto ]

Passo 1

Beleza, vamos analisar essas quatro afirmações sobre ciclos de turbina a gás. O conteúdo envolve termodinâmica, eficiência de ciclos, propriedades do combustível e dispositivos usados nas turbinas. Precisamos entender conceitos como poder calorífico, eficiência térmica, ciclo de Brayton, geração de entropia, ciclo combinado e propriedades do ar no compressor. Vamos por partes!

Passo 2

Primeira afirmação:
“Considerando que o combustível possua poder calorífico inferior igual a eta = Pútildotmcomb cdot PCC , um ciclo de turbina a gás com eficiência teórica de Pútil = 10,MWeta = 100.4 = 25,MW , em que 10 MW são rejeitados para o meio, consumirá mais de dotmcomb = PútilPCC = 25 times 10^630 times 10^6 approx 0,833,kg/s desse combustível.”
Vamos calcular o consumo de combustível. Primeiro, a eficiência ( ) é a relação entre a potência útil e a energia fornecida pelo combustível:
ú
Onde:
  • ú é a potência útil.
  • é a taxa de consumo de combustível.
  • é o poder calorífico do combustível.
Dado que 10 MW são rejeitados, a potência útil é:
ú
Agora, calculamos a taxa de consumo de combustível:
ú
Como , a afirmação está Correta ©.

Passo 3

Segunda afirmação:
“A geração de entropia na turbina de um ciclo Brayton acarreta aumento da temperatura dos gases na saída, de forma que a eficiência isentrópica é inferior a etais = Trabalho realTrabalho isentrópico < 1 .”
No ciclo Brayton real, devido a irreversibilidades como a geração de entropia, a temperatura dos gases na saída da turbina é maior do que no caso isentrópico. A eficiência isentrópica ( ) compara o trabalho real com o trabalho ideal (isentrópico):
ó
Portanto, a afirmação está Correta ©.

Passo 4

Terceira afirmação:
“Os preaquecedores de ar dos ciclos de turbina a gás são mais eficientes quando a planta opera em ciclo combinado, isto é, mais calor pode ser transferido ao ar de entrada da câmara de combustão.”
Em ciclos combinados, parte do calor residual é usado para gerar vapor ou aquecer o ar, melhorando a eficiência geral. Preaquecedores de ar utilizam esse calor adicional para aquecer o ar de entrada, aumentando a eficiência do ciclo. Logo, a afirmação está Correta ©.

Passo 5

Quarta afirmação:
“Em plantas de turbina a gás, um importante dispositivo é o resfriador de ar de entrada do compressor, responsável pelo aumento da massa específica deste, que, por sua vez, acarreta melhor desempenho ao ciclo.”
Resfriar o ar de entrada aumenta sua densidade ( ), o que permite maior massa de ar comprimido. Isso melhora a eficiência e potência do ciclo. Portanto, a afirmação está Correta ©.

Resposta

C, C, C, C

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