(4 valores) Comparar os rendimentos térmicos dos ciclos ideal e real duma turbina sem regeneracao com fornecimento de calor sob pressão constante se é sabido que, a temperatura do ar aspirado é de
, o grau de aumento de pressão 5.5 , temperatura dos gases na entrada da turbina
, os rendimentos da turbina e do compressor são respectivamente 0.9 e 0.87 .
Passo 1
Resumindo o enunciado: queremos comparar as eficiências térmicas do ciclo de Brayton (sem regeneração e com calor fornecido a pressão constante) nas versões ideal e real. Sabemos que a temperatura de admissão é
, o índice de pressão é
, a temperatura de entrada na turbina é
e as eficiências isentrópicas do compressor e da turbina são
e
. Para resolver, vamos usar a expressão da eficiência ideal do ciclo de Brayton e, no caso real, determinar as temperaturas nos estados após compressão e expansão não ideais, calcular os trabalhos e o calor fornecido, e daí obter a eficiência real.
Passo 2
A eficiência térmica ideal do ciclo de Brayton é
Adotando
, temos
logo
Passo 3
Para o ciclo real, calculamos primeiro as temperaturas após compressão e expansão considerando as eficiências isentrópicas.
Compressão isentrópica ideal:
Compressão real:
Expansão isentrópica ideal:
Expansão real:
Passo 4
Assumindo
, calculamos trabalhos e calor:
A eficiência real é