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Engenharia Aeronáutica ·
Termodinâmica 1
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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Curso de Engenharia Mecânica Disciplina Termodinâmica Trabalho de Curso Na Figura 1 apresentada na próxima página são mostrados os componentes do ciclo termodinâmico de uma Turbina a Gás para a geração descentralizada de energia elétrica em unidades de pequena capacidade Em regime permanente Monóxido de Carbono CO é admitido no compressor a uma temperatura T0 e é comprimido com uma relação de pressões rp até uma temperatura T1 Na seqüência o fluido é préaquecido em um trocador de calor regenerativo regenerador antes de ser aquecido num trocador de calor até a temperatura T2 de entrada na turbina onde se expande até a temperatura T3 gerando potência suficiente para acionar o compressor e atender a demanda de potência Wlíquido solicitada Na exaustão da turbina o regenerador permite aproveitar parte da energia contida no fluido antes de sua entrada no trocador de calor que resfria o CO até a temperatura T0 de admissão do compressor para o fechamento do ciclo Os valores das variáveis antes mencionadas são apresentados na Tabela 1 Utilizando o modelo de gás ideal para o CO e desprezando as perdas de carga nos trocadores de calor e no regenerador e os efeitos de energia cinética e potencial a Esboce os estados do CO e os diferentes processos no diagrama Ts e determine b A vazão mássica de CO que é utilizada no ciclo da turbina a gás c O trabalho consumido no compressor e o produzido na turbina ambos em kW d O calor que entra ao ciclo e o calor que sai do ciclo ambos em kJs e A geração de entropia no compressor na turbina e no regenerador em kW f O rendimento isentrópico do compressor e da turbina e energético do regenerador em g A eficiência térmica do ciclo em h Sugira possíveis melhoras para diminuir as irreversibilidades e aumentar a eficiência térmica do ciclo i Apresente um relatório técnico contendo toda a metodologia de cálculo hipóteses utilizadas e valores calculados Inclua uma tabela resumo de resultados com todos os valores calculados A entrega do trabalho deve ser realizada pela plataforma CANVAS dentro do prazo estabelecido Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Curso de Engenharia Mecânica Disciplina Termodinâmica Trabalho de Curso Figura 1 Componentes do ciclo termodinâmico da turbina a gás Tabela 1 Dados para a realização dos cálculos Simbologia Valor T0 C 3200 T1 C 25488 TX C 42088 T2 C 990 T3 C 59886 TY C 43897 Wlíquido kW 130 rp 51
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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Curso de Engenharia Mecânica Disciplina Termodinâmica Trabalho de Curso Na Figura 1 apresentada na próxima página são mostrados os componentes do ciclo termodinâmico de uma Turbina a Gás para a geração descentralizada de energia elétrica em unidades de pequena capacidade Em regime permanente Monóxido de Carbono CO é admitido no compressor a uma temperatura T0 e é comprimido com uma relação de pressões rp até uma temperatura T1 Na seqüência o fluido é préaquecido em um trocador de calor regenerativo regenerador antes de ser aquecido num trocador de calor até a temperatura T2 de entrada na turbina onde se expande até a temperatura T3 gerando potência suficiente para acionar o compressor e atender a demanda de potência Wlíquido solicitada Na exaustão da turbina o regenerador permite aproveitar parte da energia contida no fluido antes de sua entrada no trocador de calor que resfria o CO até a temperatura T0 de admissão do compressor para o fechamento do ciclo Os valores das variáveis antes mencionadas são apresentados na Tabela 1 Utilizando o modelo de gás ideal para o CO e desprezando as perdas de carga nos trocadores de calor e no regenerador e os efeitos de energia cinética e potencial a Esboce os estados do CO e os diferentes processos no diagrama Ts e determine b A vazão mássica de CO que é utilizada no ciclo da turbina a gás c O trabalho consumido no compressor e o produzido na turbina ambos em kW d O calor que entra ao ciclo e o calor que sai do ciclo ambos em kJs e A geração de entropia no compressor na turbina e no regenerador em kW f O rendimento isentrópico do compressor e da turbina e energético do regenerador em g A eficiência térmica do ciclo em h Sugira possíveis melhoras para diminuir as irreversibilidades e aumentar a eficiência térmica do ciclo i Apresente um relatório técnico contendo toda a metodologia de cálculo hipóteses utilizadas e valores calculados Inclua uma tabela resumo de resultados com todos os valores calculados A entrega do trabalho deve ser realizada pela plataforma CANVAS dentro do prazo estabelecido Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais Curso de Engenharia Mecânica Disciplina Termodinâmica Trabalho de Curso Figura 1 Componentes do ciclo termodinâmico da turbina a gás Tabela 1 Dados para a realização dos cálculos Simbologia Valor T0 C 3200 T1 C 25488 TX C 42088 T2 C 990 T3 C 59886 TY C 43897 Wlíquido kW 130 rp 51