Lista de Exercícios sobre Ciclo de Rankine

LISTA 02 SISTEMAS TÉRMICOS II 1 Considere uma usina a vapor de água operando segundo o ciclo de Rankine ideal Vapor entra na turbina a 3 MPa e 350ºC e é condensado no condensador à pressão de 10 kPa Determine a a eficiência térmica dessa usina b a eficiência térmica se o vapor for superaquecido a 600ºC em vez de 350ºC c a eficiência térmica se a pressão da caldeira for elevada até 15 MPa enquanto a temperatura na entrada da turbina é mantida a 600ºC 2 Considere uma usina de potência a vapor de 210 MW que opera em ciclo de Rankine simples ideal O vapor entra na turbina a 10 MPa e 500ºC e é resfriado no condensador a uma pressão de 10 kPa Mostre o ciclo em diagrama Ts que inclua as linhas de saturação e determine a o título do vapor na saída da turbina b a eficiência térmica do ciclo c o fluxo de massa do vapor R 0793 402 165 kgs 3 Uma usina de potência a vapor opera em um ciclo de Rankine simples ideal entre os limites de pressão de 3 MPa e 50 kPa A temperatura do vapor na entrada da turbina é de 300ºC e o fluxo de massa de vapor no ciclo é de 35 kgs Mostre o ciclo num diagrama Ts que inclua as linhas de saturação e determine a eficiência térmica do ciclo e a potência líquida produzida pela usina 4 Uma usina geotérmica de separador único recebe líquido saturado a 230ºC e é retirado do poço com uma vazão de 230 kgs A separação ocorre a 500 kPa num processo isoentálpico no qual o vapor resultante é separado do líquido e encaminhado para a turbina e sai da mesma a 10 kPa com 10 de umidade Sai do condensador e junto com o líquido que sai do separador são rejeitados para o poço Determine o fluxo de massa do vapor na turbina a eficiência isoentrópica da turbina a potência térmica da usina e a eficiência térmica da usina relação entre o trabalho produzido e energia da fonte geotérmica nas condições de ambiente padrão R 382 kgs 0686 154 MW 76 5 Considerando uma usina de potência a vapor de água que opera em um ciclo Rankine com reaquecimento e produz 80 MW de potência líquida Vapor entra na turbina de alta pressão a 10 MPa e 500ºC e na turbina de baixa a 1 MPa e 500ºC O vapor deixa o condensador como líquido saturado a 10 kPa A eficiência isoentrópica das turbinas é de 80 e a da bomba é de 95 Demonstre num diagrama Ts com as linhas saturação e determine a o título ou a temperatura no caso de superaquecido do vapor na saída da turbina b a eficiência térmica do ciclo c o fluxo de massa de vapor R 881ºC 341 627 kgs 6 Uma usina de potência a vapor de água que opera em um ciclo Rankine com reaquecimento e o vapor entra na turbina de alta a 125 MPa e 550ºC com uma vazão de 77 kgs e sai a 2 MPa O vapor é reaquecido isobaricamente até 450ºC antes de expandir na turbina de baixa As eficiências isoentrópicas da turbina e da bomba são de 85 e 90 respectivamente O vapor deixa o condensador como líquido saturado Se o conteúdo de umidade do vapor na saída da turbina não deve exceder 5 determine a a pressão no condensador b a potência líquida produzida c a eficiência térmica R 973 kPa 102 MW 369