Ciclo Brayton em Turbina a Gás: Cálculo de Eficiência Térmica e Potência Líquida

Email souzagrufsjedubr CICLO BRAYTON turbina a gás Agradecimento ao Prof Dr Antonio Moreira dos Santos Ex 1 Uma turbina a gás regenerativa com inter resfriamento e reaquecimento e opera em regime permanente Ar entra no compressor a 100 kPa 300 K com uma vazão em massa de 5807 kgs A relação de compressão através do compressor de dois estágios é 10 A relação de pressão através da turbina de dois estágio também é 10 O interresfriador e o reaquecedor operam ambos a 300 kPa A temperatura na entrada dos estágios da turbina é 1400 K A temperatura na entrada do segundo estágio do compressor é de 300 K A eficiência isentrópica de cada estágio do compressor e da turbina é 80 A efetividade do regenerador é de 80 Determine a A eficiência térmica b A razão de trabalho reverso c A potência líquida produzida em kW Termodinâmica II Gustavo Rodrigues de Souza Departamento de Ciências Térmicas e dos Fluidos DCTEF TABLE A22 Ideal Gas Properties of Air TK h and ukJkg s kJkgK Estado 1 T1 300 K da tabela A 22 h1 30019 kJkg Pr1 1386 Sendo a compressão isentrópica 4158 1386 100 300 1 1 2 2 x P P P P r r s Estado 2s e 2 usando Pr2s e Interpolando na tabela A 22 obtemse h2s 4113 kJkg Estado 3 T3 300 K da tabela A 22 h3 30019 kJkg e Pr31386 0 80 19 300 30019 3 411 2 1 2 1 2 1 h h h h h s sc kJ kg h 2 4391 Calor rejeitado no interresfriador kW h m h Q resf 80665 4391 5 807 30019 2 3 int Estado 4s e 4 4 62 1386 300 1000 3 3 4 4 x P P P P r s r Interpolando na tabela A22 T4s 422 K e h4s 4238 kJkg 0 80 19 300 30019 8 423 4 3 4 3 4 2 h h h h h s sc kJ kg h 454 7 4 Potência de compressão 3 4 1 2 h h h m h W c kW W W c c 77 1703 30019 454 7 30019 807 4391 5 T1 300 K P1 100 kPa ṁ 5807 kgs Estado 6 P6 1000 kPa T6 1400 K h6 15154 kJkg Pr6 4505 Estado 7s e 7 13515 1000 450 5 300 6 6 7 7 x P P P P r s s r Interpolando na tabela A22 h7s 10959 kJkg 0 80 1095 9 4 1515 1515 4 7 7 6 7 6 1 h h h h h s st kJ kg h 7 1179 8 Estado 8 P8 P7 300 kPa T8 1400 K h8 15154 kJkg Pr8 4505 Estado 9s e 9 15017 300 450 5 100 8 8 9 9 x P P P P r s s r Interpolando na tabela A22 h9s 11276 kJkg 0 80 1127 6 4 1515 1515 4 9 9 8 9 8 1 h h h h h s st kJ kg h 9 1205 2 Efetividade do regenerador 80 454 7 2 1205 454 7 5 4 9 4 5 h h h h h reg kJ kg h 10551 5 Potência de turbina 9 8 7 6 h h h m h W t 1205 2 1515 4 1179 8 5 807 1515 4 t W kW W t 375016 Gustavo Rodrigues de Souza CALOR FORNECIDO AO CICLO 1179 8 1515 4 10551 5 807 1515 4 entra Q 7 8 5 6 h h h m h Qentra kW Qentra 462179 Potência líquida do ciclo kW W W W c t ciclo 204639 375016 170377 0 443 79 4621 204639 entra c t ciclo Q W W Eficiência térmica Razão de trabalho reverso 0 454 16 3750 170377 t c W W bwr Referências ÇENGEL YA BOLES MA Termodinâmica 7ed São Paulo McGraw Hill 2013 MORAN M J SHAPIRO H N BOETTNER DD BAILEY MB Princípios de Termodinâmica para Engenharia 7ed Rio de Janeiro LTC 2014 RollsRoyce plc The Jet Engine 1986