2- Considere uma instalação estacionária de turbina a gás, que opera segundo o ciclo Brayton ideal, que fornece uma potência de 100 MW a um gerador elétrico. A temperatura mínima do ciclo é de 300 K e a máxima de 1600 K . A pressão mínima do ciclo é de 100 kPa e a relação de pressão no compressor é de 14 para 1. Para essa instalação calcule:a)o trabalho específico da turbina. b)o trabalho específico do compressor. c)a vazão em massa de gás. d)o rendimento térmico do ciclo.
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo Brayton ideal operando entre
e
com razão de pressão do compressor
. Queremos achar:
a) trabalho específico da turbina ,
b) trabalho específico do compressor ,
c) vazão mássica para gerar
,
d) rendimento térmico do ciclo.
Para isso vamos usar ar ideal com calor específico constante e razão de calores
, e as relações isentrópicas
a) trabalho específico da turbina
b) trabalho específico do compressor
c) vazão mássica
d) rendimento térmico
Para isso vamos usar ar ideal com calor específico constante
Passo 2
Calcular a temperatura de saída do compressor
:
Passo 3
Calcular a temperatura de saída da turbina
:
Passo 4
Encontrar os trabalhos específicos:
– Trabalho da turbina
– Trabalho da turbina
– Trabalho do compressor
Passo 5
Calcular a vazão mássica
usando potência líquida
e trabalho líquido por kg
Como
,
Passo 6
Determinar o rendimento térmico
. Primeiro o calor de entrada por kg
Logo
Ou diretamente
Resposta
a)
b)
c)
d)
b)
c)
d)