Ciclo Rankine Real: Irreversibilidades, Perdas e Efeitos da Pressão

Módulo II Ciclo Rankine Real e Efeitos das Pressões da Caldeira e do Condensador no Ciclo Rankine Ciclo Rankine Real Esses ciclos diferem do ideal devido às irreversibilidades presentes em vários componentes Duas fontes muito comuns de irreversibilidades são o atrito do fluido que causa queda de pressão em diversas partes e a perda de calor para a vizinhança Para compensar a queda de pressão é necessário o uso de uma bomba maior que consome mais trabalho Já para a perda com calor devese adicionar mais calor na caldeira e isso diminui a eficiência do ciclo As irreversibilidades dentro da bomba e da turbina são as mais importantes No caso ideal elas são isentrópicas mas na realidade sempre haverá um aumento da entropia e com isso a bomba sempre irá exigir mais consumo de trabalho e a turbina irá produzir uma quantidade de trabalho inferior comparado com o caso ideal De todas as perdas presentes na turbina são as mais representativas Na turbina a principal irreversibilidade sofrida pelo fluido de trabalho está associada à sua expansão e o escoamento do fluido de trabalho pelos canais e palhetas da turbina A transferência de calor para a vizinhança representa uma perda que pode ser desprezada Os sistemas de controle também podem provocar uma perda na turbina particularmente se for usado um processo de estrangulamento para controlar a turbina As irreversibilidades na turbina reduzem significativamente a potência líquida da saída da planta O trabalho da turbina é o principal calor no numerador da expressão para o cálculo do rendimento térmico do ciclo Na bomba o trabalho fornecido é para vencer os efeitos do atrito durante o escoamento do fluido de trabalho Devido ao fato do trabalho usado para o acionamento da bomba ser muito menor que o trabalho produzido pela turbina as irreversibilidades na bomba representam um impacto muito menor no trabalho líquido do ciclo As tubulações presentes no processo também são um ponto de irreversibilidade provocada principalmente pelo atrito e a transferência de calor para o ambiente O atrito provoca um aumento da entropia enquanto que a transferência de calor para o ambiente promove uma diminuição na entropia