- Em um ciclo Brayton com um regenerador ideal, o ar entra no compressor a 290 K e 90 kPa , com pressão e temperatura máximas iguais a 1170 kPa e 1700 K . Determine a transferência de calor específica e o rendimento térmico do ciclo, utilizando propriedades do ar frio.
Passo 1
Vamos resumir o ciclo e os dados fornecidos. Trata-se de um ciclo Brayton com regenerador ideal, usando ar tratado como gás perfeito de calor específico constante. Os dados são:
– Temperatura e pressão de entrada no compressor: ,
– Pressão máxima no ciclo:
– Temperatura máxima na turbina:
– Propriedades do ar frio: ,
Precisamos achar a transferência de calor específica (isto é, o calor adicionado por kg de ar) e o rendimento térmico do ciclo.
– Temperatura e pressão de entrada no compressor:
– Pressão máxima no ciclo:
– Temperatura máxima na turbina:
– Propriedades do ar frio:
Precisamos achar a transferência de calor específica (isto é, o calor adicionado por kg de ar) e o rendimento térmico do ciclo.
Passo 2
Cálculo do pós-compressor isentrópico. A razão de pressão é
A temperatura de saída do compressor em processo isentrópico é
O trabalho específico do compressor é
Passo 3
Cálculo da saída da turbina isentrópica. Expandindo de
para
, temos
O trabalho específico da turbina é
Passo 4
Efeito do regenerador ideal. A saída do compressor a
é aquecida até a temperatura
sem trocas de massa com o ambiente. A troca de calor interna no regenerador é
O gás de escape sai do regenerador a
.
Passo 5
Calor adicionado no combustor e rejeitado no trocador externo.
– O calor de combustão por kg de ar é o que eleva até
:
– O calor de combustão por kg de ar é o que eleva
– O calor rejeitado ao ambiente é o que resfria de
até
:
Passo 6
Rendimento térmico do ciclo: