Termodinamica Aplicada - 2a Lei e Ciclos Termodinamicos

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA TERMODINÂMICA APLICADA TE1003 21ª AULA DOCENTE PROF WILLIAM MAGALHÃES BARCELLOS DATA 11032021 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 Cap 5 2ª Lei da Termodinâmica Máquinas Térmicas de Potência KelvinPlanck Ciclo Termodinâmico Rankine Ciclo Termodinâmico Otto Ciclo Termodinâmico Brayton Ciclo Termodinâmico Diesel Ciclo Termodinâmico Ericson Ciclo Termodinâmico de Refrigeração Frigoríficos Ciclo Termodinâmico Atikson Ciclo Termodinâmico Stirling Ciclo Termodinâmico Wankel Máquinas Térmicas de Refrigeração Clausius Ciclo Termodinâmico de Refrigeração Condicionadores de ArGases Ciclo Termodinâmico de Refrigeração Criogênicos UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 R S T CICLO RANKINE Bomba Condensador Caldeira Gerador Turbina 1 2 3 4 CICLO TERMODINÂMICO DE POTÊNCIA Chaminé Calor 𝑸𝑯𝑾 𝑳𝒊𝒒𝑸𝒄 𝑾 𝑳𝒊𝒒 𝑸𝑯 𝑪𝒐𝒎𝒃𝒖𝒔𝒕 𝑸𝑪 𝑪𝒐𝒏𝒅𝒆𝒏𝒔 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 1 2 3 4 𝑸𝑯 𝑪𝒂𝒍𝒅𝒆𝒊𝒓𝒂 𝑸𝑪 𝑪𝒐𝒏𝒅𝒆𝒏𝒔𝒂𝒅𝒐𝒓 𝑾 𝑻𝒖𝒓𝒃𝒊𝒏𝒂 𝑾 𝑩𝒐𝒎𝒃𝒂 CICLO TERMODINÂMICO DE POTÊNCIA CICLO RANKINE 𝒗 𝒎𝟑 𝒌𝒈 𝑸𝑯𝑾 𝑳𝒊𝒒𝑸𝒄 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 CICLO TERMODINÂMICO DE REFRIGERAÇÃO 𝑸𝑯 𝑪𝒐𝒏𝒅𝒆𝒏𝒔 𝑸𝑪 𝑬𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓 𝑾 𝑪𝒐𝒎𝒑 𝑸𝑯𝑾 𝑳𝒊𝒒𝑸𝒄 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 1 2 3 4 𝑸𝑯 𝑪𝒐𝒏𝒅𝒆𝒏𝒔𝒂𝒅𝒐𝒓 𝑸𝑪 𝑬𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓𝒂𝒅𝒐𝒓 𝑾 𝑪𝒐𝒎𝒑𝒓 𝑷𝒆𝒓𝒅𝒂𝒔 𝑪𝒂𝒓𝒈𝒂 𝒗 𝒎𝟑 𝒌𝒈 𝑸𝑯𝑾 𝑳𝒊𝒒𝑸𝑪 CICLO TERMODINÂMICO DE REFRIGERAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 CICLO TERMODINÂMICO DE CARNOT 𝑸𝑯𝑾 𝑳𝒊𝒒𝑸𝒄 CONCEITO DE REVERSIBILIDADE UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 EFICIÊNCIA TÉRMICA DO CICLO TERMODINÂMICO 𝜷 𝒕 𝑸𝑪 𝑾 𝑸𝑪 𝑸 𝑯 𝑸𝑪 𝟏 𝑸 𝑯 𝑸𝑪 𝟏 𝟏 𝑻 𝑯 𝑻 𝑪 𝟏 𝜸 𝒕𝑸 𝑯 𝑾 𝑸 𝑯 𝑸𝑯 𝑸𝑪 𝟏 𝟏 𝑸𝑪 𝑸𝑯 𝟏 𝟏 𝑻 𝑪 𝑻 𝑯 𝒏𝒕 𝑾 𝑸𝑯 𝑸 𝑯𝑸𝑪 𝑸𝑯 𝟏 𝑸𝑪 𝑸𝑯 𝟏 𝑻 𝑪 𝑻 𝑯 MÁQUINA TÉRMICA DE POTÊNCIA MÁQUINA TÉRMICA DE REFRIGERAÇÃO BOMBA DE CALOR Processos Reversíveis Processos Reversíveis Processos Reversíveis UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 Em uma Termoelétrica de Ciclo Rankine a vapor opera recebendo 1 MW de potência térmica pela caldeira considerando um processo reversível de transferência de calor isotérmico Desse sistema de geração 058 MW é retirado no condensador também por processo isotérmico entretanto sabese que é adicionado o trabalho da bomba é de 002 MW para que ele funcione plenamente Encontre a eficiência térmica da planta APLICAÇÃO DE CONCEITO DA 2A LEI W B b 𝑾 𝑻𝒖𝒓𝒃𝟏𝟎 𝟎𝟐𝟎𝟓𝟖 Volume de Controle 𝒏𝒕 𝑾 𝑻𝒖𝒓𝒃 𝑾 𝑩𝒐𝒎𝒃𝒂 𝑸 𝑯 𝑪𝒂𝒍𝒅 𝒏𝒕𝟒𝟒𝟎𝟐𝟎 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝟒𝟐 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 Um fazendeiro utiliza uma bomba de calor que opera com um motor de 2 kW para manter um galpão de frangos a 30 oC que é a condição ideal para mantêlos saudáveis Sabese o tal galpão perde energia pelas suas paredes e telhados a uma taxa média de 05 kW para cada grau de diferença de temperatura em relação ao ambiente mais frio A bomba de calor tem um coeficiente de desempenho que é 50 de uma bomba de calor de Carnot Qual é a temperatura ambiente mínima para a qual a bomba de calor é suficiente APLICAÇÃO DE CONCEITO DA 2A LEI Perdas 𝜸 𝒕 𝑸 𝑯 𝑾 𝐐𝐂𝐚𝐦𝐛 𝜸 𝒕 𝑰𝒓𝒓𝒆𝒗𝟎𝟓𝜸𝒕𝑹𝒆𝒗 Processos Reversíveis 𝑸𝑯 𝑾 𝑸𝑯 𝑸𝑯 𝑸𝑪 𝑻 𝑯 𝑻 𝑯𝑻 𝑪 𝑸𝑯 𝑸 𝑷𝒆𝒓𝒅𝒂𝒔𝟎𝟓𝑻 𝑯𝑻 𝑪 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 APLICAÇÃO DE CONCEITO DA 2A LEI 𝑸𝑯𝟎𝟓𝑻 𝑯𝑻 𝑪 𝜸 𝒕 𝑰𝒓𝒓𝒆𝒗 𝑸 𝑯 𝑾 𝑰𝒓𝒓𝒆𝒗𝒆𝒓𝒔 𝟎𝟓𝑻 𝑯 𝑻 𝑪 𝑾 𝑰𝒓𝒓𝒆𝒗𝒆𝒓𝒔 𝟎𝟓 𝑻 𝑯 𝑻 𝑯 𝑻 𝑪 𝜸 𝒕 𝑰𝒓𝒓𝒆𝒗𝟎𝟓𝜸𝒕𝑹𝒆𝒗 𝜸 𝒕 𝑹𝒆𝒗 𝑻 𝑯 𝑻 𝑯𝑻 𝑪 𝟎𝟓𝑻 𝑯𝑻 𝑪𝟎 𝟓 𝑻 𝑯 𝑻 𝑯𝑻 𝑪 𝑾 𝑰𝒓𝒓𝒆𝒗𝒆𝒓𝒔 𝑻 𝑯 𝑻 𝑪 𝟐𝑻 𝑯 𝑾 𝑰𝒓𝒓𝒆𝒗𝒆𝒓𝒔 𝑻 𝑯𝑻 𝑪𝑻 𝑯 𝑾 𝑰𝒓𝒓𝒆𝒗𝒆𝒓𝒔 𝑻 𝑪𝑻 𝑯𝑻 𝑯 𝑾 𝑰𝒓𝒓𝒆𝒗𝒆𝒓𝒔 𝑻 𝑪𝑻 𝒂𝒎𝒃𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆𝟐𝟕𝟑𝟏𝟓𝟑𝟎𝟐𝟕𝟑𝟏𝟓𝟑𝟎𝟐 𝑻 𝑪𝑻 𝒂𝒎𝒃𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆𝟐𝟕𝟖𝟓𝟑 𝑲 𝑻 𝒂𝒎𝒃𝒊𝒆𝒏𝒕𝒆𝟓𝟑𝟖 𝒐𝑪 UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DISCIPLINA TE1003 TERMODINÂMICA APLICADA DATA 11032021 OBRIGADO