Uma turbina estacionária, funcionando conforme um ciclo Brayton simples (
), apresenta na entrada do compressor uma pressão igual a 100 kPa e temperatura de 300 K . O compressor apresenta uma relação de compressão igual a 10 e a temperatura na saída da câmara de combustão é de 1400 K . Determinar:
As temperaturas do ciclo.
As temperaturas do ciclo.
Passo 1
Beleza, olha o que o exercício pede: é um ciclo Brayton simples, com gás ideal (k = 1,4). Temos na entrada do compressor p₁ = 100 kPa e T₁ = 300 K, a razão de compressão rp = 10 e, depois da queima (na saída da câmara de combustão), T₃ = 1400 K. Queremos achar as temperaturas T₂ (saída do compressor) e T₄ (saída da turbina).
Conteúdo envolvido: processos isentrópicos em gases ideais no ciclo Brayton. Vamos usar a relação
Conteúdo envolvido: processos isentrópicos em gases ideais no ciclo Brayton. Vamos usar a relação
$$\frac{T_2}{T_1}=\biggl(\frac{p_2}{p_1}\biggr)^{!\tfrac{k-1}{k}}\quade\quad
\frac{T_4}{T_3}=\biggl(\frac{p_4}{p_3}\biggr)^{!\tfrac{k-1}{k}}, $$
sabendo que p₂/p₁ = rp e p₄/p₃ = 1/rp.
sabendo que p₂/p₁ = rp e p₄/p₃ = 1/rp.
Passo 2
Calcular T₂ usando o processo isentrópico do compressor:
Substituindo valores (k–1)/k = 0,4/1,4≈0,2857 e rp = 10:
Passo 3
Calcular T₄ pelo processo isentrópico da turbina:
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Resposta
T₁ = 300 K (dado)
T₂ ≈ 579 K
T₃ = 1400 K (dado)
T₄ ≈ 725 K
T₂ ≈ 579 K
T₃ = 1400 K (dado)
T₄ ≈ 725 K