EXEMPLO 9.98 - PROPOSTO PG. 461)
Ar entra no compressor de um ciclo Ericsson a 300 K e 1 bar, e com uma vazão mássica de
. A pressão e a temperatura na entrada da turbina são, respectivamente, 10 bar e 1400 K. Determine:
a) a potência líquida desenvolvida, em kW .
b) a eficiência térmica.
c) a razão de trabalho reverso.
a) a potência líquida desenvolvida, em kW .
b) a eficiência térmica.
c) a razão de trabalho reverso.
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo Ericsson ideal operando com ar (gás perfeito,
) em regime permanente com vazão mássica
. A entrada do compressor está em
,
e a saída do compressor (e entrada da turbina) em
,
.
Conteúdo: trabalho em processos isotérmicos e isobáricos, regenerator ideal (ciclo equivalente ao de Carnot), primeira lei. Vamos calcular:
a) potência líquida ,
b) eficiência térmica ,
c) razão de trabalho reverso .
Conteúdo: trabalho em processos isotérmicos e isobáricos, regenerator ideal (ciclo equivalente ao de Carnot), primeira lei. Vamos calcular:
a) potência líquida
b) eficiência térmica
c) razão de trabalho reverso
Passo 2
Nos ramos isotérmicos do ciclo temos
Calculemos o logaritmo de pressão:
Então, por unidade de massa:
Passo 3
O trabalho líquido por segundo (potência) é
Substituindo valores:
Passo 4
Num ciclo Ericsson ideal com regenerador perfeito, a única fonte de calor externo é a expansão isotérmica a
, logo
A eficiência térmica é
Passo 5
A razão de trabalho reverso (reverso = compressor versus turbina) é
Resposta
(a)
(b) (ou
).
(c) .
(b)
(c)