Exercícios Resolvidos Cogeração - Ciclos de Potência e Termodinâmica

Exercício 1 A figura a seguir mostra uma instalação de cogeração em uma indústria de celulose e papel que produz 15 kgs de vapor saturado a 500 kPa para secagem de polpa de madeira A instalação é alimentada com água a 20 ºC e 100 kPa a bomba aumenta a pressão da água até 5 MPa e a caldeira fornece vapor à turbina a essa pressão e à temperatura de 400 ºC Determine a taxa de transferência de calor adicional na caldeira além da que seria requerida para produzir apenas a vazão de vapor desejada Calcule também a diferença na potência líquida produzida Exercício 2 A figura mostra o esquema de um arranjo utilizado em um ciclo de potência com cogeração Note que a turbina é alimentada com vapor de alta pressão ℎ 34459 𝑘𝐽Τ𝑘𝑔 𝑒 𝑠 69108 𝑘𝐽𝑘𝑔 𝐾 e de baixa pressão ℎ 28554 𝑘𝐽Τ𝑘𝑔 𝑒 𝑠 70592 𝑘𝐽Τ𝑘𝑔 𝐾 Para os cálculos na turbina admita entropia média ponderada pelas vazões mássicas e que o processo de mistura não gere entropia Determine a potência da turbina e a temperatura da água na tubulação de alimentação do deaerador Exercício 3 A caldeira de um pequeno ciclo térmico produz 25 kgs de vapor dágua a 3 MPa e 600 ºC O ciclo térmico está esboçado na figura ao lado e a água é descarregada do condensador a 45 ºC A extração de vapor é realizada a 500 kPa e o aquecedor de água de alimentação é do tipo mistura A vazão mássica de vapor extraído do ciclo é 5 kgs e esse escoamento não retorna ao ciclo A água de reposição entra no aquecedor de mistura a 20 ºC e 500 kPa Determine a vazão mássica de vapor extraído da turbina para que o ciclo opere convenientemente Calcule também a potência total fornecida pelas turbinas 𝑇1 e 𝑇2