P-3 Ar entra no compressor de um ciclo Brayton a
e com uma vazão mássica de ar de
. A relação de pressão no compressor é 10 e a temperatura de entrada na turbina é
. Tanto a turbina como o compressor são considerados isentrópicos. Calcule a razão de consumo de trabalho, a potência líquida e a eficiência térmica do ciclo com regenerador
eficiente. Considere calores específicos constantes avaliados a temperatura ambiente.
Para a hipótese de padrão a ar frio, considere os seguintes valores:
OBS. Resolva os problemas individualmente e poste a resolução no CLASSROOM até o dia 15/05/2025, as 23:59h
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Passo 1
O enunciado descreve um ciclo Brayton com ar ideal (modelo de ar frio), compressor e turbina isentrópicos, razão de pressão no compressor
, entrada no compressor a
e
, fluxo mássico
, turbina com entrada a
e regenerator
eficiente. Precisamos da razão de consumo de trabalho (
), da potência líquida e da eficiência térmica do ciclo. Usaremos calor específico constante (
,
) e as relações isentrópicas.
Passo 2
Converter temperaturas iniciais para Kelvin e calcular a saída do compressor por compressão isentrópica:
Substituindo números:
Passo 3
Converter a entrada da turbina e calcular a saída isentrópica da turbina:
Passo 4
Como o regenerador é
eficiente, a temperatura após o regenerador no lado frio é
. Agora calculamos os trabalhos específicos de compressor e turbina:
Passo 5
A razão de consumo de trabalho (compressor sobre turbina) é
Passo 6
O trabalho específico líquido e a potência líquida são
A eficiência térmica com regenerador ideal é
Resposta
Razão de consumo de trabalho
Potência líquida
Eficiência térmica
Potência líquida
Eficiência térmica