Lista de Exercícios sobre Ciclos de Rankine

Engenharia Mecânica Máquinas Térmicas MTEM7 Prof Dr Rafael dos Santos LISTA DE EXERCÍCIOS 3 Exercício 1 A água é o fluido de trabalho em um ciclo ideal de Rankine A pressão no condensador é de 6 kPa e o vapor saturado entra na turbina a 10 MPa Determine a taxa de transferência de calor em kJkg que flui para o fluido de trabalho que passa pela caldeira e pelo condensador e calcule a eficiência térmica Exercício 2 A água é o fluido de trabalho em um ciclo de Rankine ideal O vapor superaquecido entra na turbina a 10 MPa e 480oC e a pressão no condensador é de 6 kPa Determine para o ciclo a a taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho que passa pelo gerador de vapor em kJkg b a eficiência térmica c a taxa de transferência de calor do fluido de trabalho que passa pelo condensador para a água de resfriamento em kJkg Engenharia Mecânica Máquinas Térmicas MTEM7 Prof Dr Rafael dos Santos Exercício 3 A água é o fluido de trabalho em um ciclo ideal de Rankine O vapor saturado entra na turbina a 16 MPa e a pressão no condensador é de 8 kPa A vazão mássica de vapor que entra na turbina é de 120 kgs Determine a a potência líquida produzida em kW b a taxa de transferência de calor para o vapor dágua que passa pela caldeira em kW c a eficiência térmica Exercício 4 O vapor dágua entra na turbina de um ciclo de Rankine a 16 MPa e 560oC A pressão no condensador é de 8 kPa A eficiência isoentrópica tanto da turbina quanto da bomba vale 85 e a vazão mássica de vapor que entra na turbina é de 120 kgs Determine a a potência líquida produzida em kW b a taxa de transferência de calor para o vapor dágua que passa pelo gerador de vapor em kW c a eficiência térmica Engenharia Mecânica Máquinas Térmicas MTEM7 Prof Dr Rafael dos Santos Exercício 5 A figura e tabela abaixo apresentam os dados de operação de uma planta de potência a vapor que utiliza água como fluido de trabalho A vazão mássica é de 12 kgs A turbina e a bomba operam adiabaticamente porém sem reversibilidade Determine a a eficiência térmica b as taxas de transferência de calor que entra no gerador de vapor e que sai no condensador ambas em kW Exercício 6 Vapor a 10 MPa e 600oC entra na turbina do primeiro estágio de um ciclo ideal de Rankine com reaquecimento O vapor deixa a seção de reaquecimento do gerador de vapor a 500oC e a pressão no condensador é de 6 kPa Se o título na saída da turbina do segundo estágio é de 90 determine a eficiência térmica do ciclo Engenharia Mecânica Máquinas Térmicas MTEM7 Prof Dr Rafael dos Santos Exercício 7 A água é o fluido de trabalho em um ciclo ideal de Rankine com reaquecimento O vapor superaquecido entra na turbina a 10 MPa e 480oC e a pressão no condensador é de 6 kPa O vapor se expande pela turbina de primeiro estágio até 07 MPa e em seguida é reaquecido até 480oC Determine para o ciclo a a taxa de adição de calor em kJkg que entra na turbina de primeiro estágio b a eficiência térmica c a taxa de transferência do fluido de trabalho que passa pelo condensador para a água de resfriamento em kJkg Exercício 8 Uma planta de potência opera sob um ciclo de potência a vapor regenerativo com um aquecedor de água de alimentação aberto O vapor dágua entra na turbina de primeiro estágio a 12 MPa e 520oC e se expande até 1 MPa onde parte do vapor é extraída e desviada para o aquecedor de água de alimentação aberto que opera a 1 MPa O restante do vapor se expande pela turbina de segundo estágio até a pressão do condensador de 6 kPa O líquido saturado sai do aquecedor de água de alimentação aberto a 1 MPa Considerando processos isoentrópicos nas turbinas e bombas determine para o ciclo a a eficiência térmica b a vazão mássica na turbina de primeiro estágio em kgh para uma potência líquida de saída de 330 MW Engenharia Mecânica Máquinas Térmicas MTEM7 Prof Dr Rafael dos Santos