(4 valores) Uma usina térmica opera com um ciclo Rankine real. A água entra na turbina como vapor superaquecido a 8 MPa e
, e é expandida até 10 kPa . O condensado é pressurizado por uma bomba até 8 MPa e aquecido novamente para entrar na turbina.
Determinar: a) Entalpias em cada ponto do ciclo; b) Trabalho da turbina e da bomba; c) Calor fornecido na caldeira; d) Eficiência térmica do ciclo real
Determinar: a) Entalpias em cada ponto do ciclo; b) Trabalho da turbina e da bomba; c) Calor fornecido na caldeira; d) Eficiência térmica do ciclo real
Passo 1
O ciclo de Rankine opera com água/vapor entre pressão alta
e temperatura de entrada na turbina
, e expande até
. No condensador o vapor vira líquido saturado em
, que é bombeado de volta a
. Vamos tratar as expansões e compressões como isentrópicas (ciclo ideal) e usar tabelas de vapor para obter entalpias e entropias.
Passo 2
Determinar
,
no ponto 1 e
no ponto 3:
- Estado 1: vapor superaquecido em ,
. Da tabela de vapor superaquecido:
- Estado 1: vapor superaquecido em
- Estado 3: líquido saturado em
. Da tabela de líquido saturado:
Passo 3
Determinar
(saída da turbina) e
(saída da bomba):
- Expansão isentrópica até :
- Expansão isentrópica até
Em
, das tabelas de vapor saturado:
O título é
Logo
- Compressão isentrópica (bomba) de
a
:
Como
,
Passo 4
Calcular os trabalhos específico da turbina e da bomba:
Passo 5
Determinar o calor fornecido na caldeira:
Passo 6
Calcular a eficiência térmica do ciclo:
Resposta
(a)
,
,
,
\quad(kJ/kg)
(b) ,
\quad(kJ/kg)
(c) \quad(kJ/kg)
(d)
(b)
(c)
(d)