- Em um ciclo Brayton real, o ar é alimentado no compressor em temperatura e pressão ambientes
e
. Após o processo de compressão, o ar atinge uma temperatura de
e a pressão na entrada da turbina é mantida em
. Os trocadores de calor estão sujeitos, cada um, a uma perda de carga de 50 kPa , e a eficiência isentrópica da turbina é de
. Se o calor adicionado ao ciclo for de
, determine:
a) A pressão e a temperatura em todas as etapas e a razão de compressão do ciclo.
a) A pressão e a temperatura em todas as etapas e a razão de compressão do ciclo.
Passo 1
Resumindo o enunciado: temos um ciclo Brayton real com ar como fluido de trabalho, cujos dados são
– estado 1 (entrada do compressor): ,
– após compressão:
– entrada da turbina:
– cada trocador de calor (combustor e resfriador) tem perda de carga
– eficiência isentrópica da turbina
– calor adicionado
Vamos determinar e
em cada estado
e a razão de compressão
. Consideramos ar como gás ideal com
e
.
– estado 1 (entrada do compressor):
– após compressão:
– entrada da turbina:
– cada trocador de calor (combustor e resfriador) tem perda de carga
– eficiência isentrópica da turbina
– calor adicionado
Vamos determinar
Passo 2
Determinar as pressões nos estados 2 e 4 considerando as perdas de carga:
– na saída do compressor, antes do combustor, temos
– na saída do compressor, antes do combustor, temos
– na saída da turbina, antes do resfriador, temos
Portanto a razão de compressão é
Passo 3
Converter a temperatura de saída do compressor para Kelvin:
Passo 4
Calcular
usando o calor adicionado no combustor e
:
Passo 5
Determinar
(turbina isentrópica) e depois
real:
Resposta
Razão de compressão: