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2º quadrimestre de 2023 Qua 1900h 2100h Sex 2100h 2300h Prof Pedro Henrique S Rodrigues Sala 401 Bloco L NucLab Sala 7391 Bloco A Torre I Email pedrorodriguesufabcedubr 1 Ciclo de Potência a vapor no qual o fluido de trabalho é alternadamente vaporizado e condensado vapor de água é o mais comum utilizado O Ciclo Rankine ideal que não envolve nenhuma irreversibilidade interna e consiste nos quatros processos seguintes 1 2 Expansão isentrópica entropia constante em uma turbina 2 3 Rejeição de Calor a pressão constante em um condensador 3 4 Compressão isentrópica em uma bomba 4 1 Fornecimento de calor a pressão constante em uma caldeira Gerador de Vapor Caldeira Turbina a vapor Bomba Condensador 3 1 2 4 WT WB QL QH T s 1 2 3 4 1 2 Expansão isentrópica entropia constante em uma turbina 2 3 Rejeição de Calor a pressão constante em um condensador 3 4 Compressão isentrópica em uma bomba 4 1 Fornecimento de calor a pressão constante em uma caldeira Hipóteses Regime permanente Variação nula de energia cinética e potencial em cada estágio Conservação de massa Conservação de energia 1ª Lei da Termodinâmica dmvc t dt i1 n ሶme i1 n ሶms ሶme ሶms 2 2 vc e s vc vc e e e s s s dE V V Q W m h gz m h gz dt 2 2 0 0 0 0 0 0 Turbina Condensador Bomba Gerador de Vapor ሶWT ሶ𝑚ℎ1 ℎ2 ሶm1 ሶm2 ሶQ𝐿 ሶ𝑚ℎ3 ℎ2 ሶm2 ሶm3 ሶW𝐵 ሶ𝑚ℎ3 ℎ4 ሶm3 ሶm4 ሶQ𝐻 ሶ𝑚ℎ1 ℎ4 ሶm4 ሶm1 ሶW𝐵 𝜗3 𝑃4 𝑃3 Eficiência η Onde ሶQ𝐻 ሶ𝑚𝑐𝑃𝐶𝐼 η ሶ𝑊𝑙𝑖𝑞 ሶQ𝐻 ሶ𝑊𝑙𝑖𝑞 ሶ𝑊𝑇 ሶ𝑊𝐵 poder calorífico inferior do combustível kJkg Vazão mássica do combustível kgs Considere uma usina de potência a vapor de água que opera segundo o ciclo de Rankine simples ideal O vapor entra na turbina a 3 MPa e 350 C e é condensado no condensador à pressão de 75 kPa Determine o trabalho realizado pela turbina o calor que entra e sai do ciclo e a eficiência térmica WT 711 kJkg QL 201894 kJkg QH 272786kJkg n 26 T s 1 2 3 4 Perda de pressão no ger de vapor Perda de pressão no condensador Irreversibilidade gerada na turbina Irreversibilidade gerada na bomba ÇENGEL Y A Boles M A Termodinâmica 7ª ed São Paulo Mcgraw Hill 2006 848 p ISBN 8586804665 MORAN M J SHAPIRO H N Princípios de Termodinâmica para engenharia 5ª ed Rio de Janeiro LTC 2002 680 p ISBN 8521613407 SONNTAG R E BOGNAKKE C VAN WYLEN G J Fundamentos da Termodinâmica Clássica 8ºEd Edgard Blücher 2003 16
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2º quadrimestre de 2023 Qua 1900h 2100h Sex 2100h 2300h Prof Pedro Henrique S Rodrigues Sala 401 Bloco L NucLab Sala 7391 Bloco A Torre I Email pedrorodriguesufabcedubr 1 Ciclo de Potência a vapor no qual o fluido de trabalho é alternadamente vaporizado e condensado vapor de água é o mais comum utilizado O Ciclo Rankine ideal que não envolve nenhuma irreversibilidade interna e consiste nos quatros processos seguintes 1 2 Expansão isentrópica entropia constante em uma turbina 2 3 Rejeição de Calor a pressão constante em um condensador 3 4 Compressão isentrópica em uma bomba 4 1 Fornecimento de calor a pressão constante em uma caldeira Gerador de Vapor Caldeira Turbina a vapor Bomba Condensador 3 1 2 4 WT WB QL QH T s 1 2 3 4 1 2 Expansão isentrópica entropia constante em uma turbina 2 3 Rejeição de Calor a pressão constante em um condensador 3 4 Compressão isentrópica em uma bomba 4 1 Fornecimento de calor a pressão constante em uma caldeira Hipóteses Regime permanente Variação nula de energia cinética e potencial em cada estágio Conservação de massa Conservação de energia 1ª Lei da Termodinâmica dmvc t dt i1 n ሶme i1 n ሶms ሶme ሶms 2 2 vc e s vc vc e e e s s s dE V V Q W m h gz m h gz dt 2 2 0 0 0 0 0 0 Turbina Condensador Bomba Gerador de Vapor ሶWT ሶ𝑚ℎ1 ℎ2 ሶm1 ሶm2 ሶQ𝐿 ሶ𝑚ℎ3 ℎ2 ሶm2 ሶm3 ሶW𝐵 ሶ𝑚ℎ3 ℎ4 ሶm3 ሶm4 ሶQ𝐻 ሶ𝑚ℎ1 ℎ4 ሶm4 ሶm1 ሶW𝐵 𝜗3 𝑃4 𝑃3 Eficiência η Onde ሶQ𝐻 ሶ𝑚𝑐𝑃𝐶𝐼 η ሶ𝑊𝑙𝑖𝑞 ሶQ𝐻 ሶ𝑊𝑙𝑖𝑞 ሶ𝑊𝑇 ሶ𝑊𝐵 poder calorífico inferior do combustível kJkg Vazão mássica do combustível kgs Considere uma usina de potência a vapor de água que opera segundo o ciclo de Rankine simples ideal O vapor entra na turbina a 3 MPa e 350 C e é condensado no condensador à pressão de 75 kPa Determine o trabalho realizado pela turbina o calor que entra e sai do ciclo e a eficiência térmica WT 711 kJkg QL 201894 kJkg QH 272786kJkg n 26 T s 1 2 3 4 Perda de pressão no ger de vapor Perda de pressão no condensador Irreversibilidade gerada na turbina Irreversibilidade gerada na bomba ÇENGEL Y A Boles M A Termodinâmica 7ª ed São Paulo Mcgraw Hill 2006 848 p ISBN 8586804665 MORAN M J SHAPIRO H N Princípios de Termodinâmica para engenharia 5ª ed Rio de Janeiro LTC 2002 680 p ISBN 8521613407 SONNTAG R E BOGNAKKE C VAN WYLEN G J Fundamentos da Termodinâmica Clássica 8ºEd Edgard Blücher 2003 16