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Com exceção da energia nuclear o Sol é a maior fonte de toda a energia mecânica utilizada pelo homem a quantidade total de energia vinda do Sol é enorme porém a quantidade que incide sobre a superfície por metro quadrado é pequena Células solares fotovoltaicas são usadas para energia elétrica 2 Radiação solar também encontra aplicação direta no aquecimento de água e edificações Produção de potência a partir do calor Capítulo 8 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição SMITH VAN NESS ABBOT e Capítulo 8 Sistemas de potência de vapor Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição Planta de Potência a Vapor máquina térmica em grande escala na qual o fluido de trabalho água escoa em estado estacionário sucessivamente através de uma bomba de uma caldeira de uma turbina e de um condensador em um processo cíclico Não há contato físico entre o fluido de trabalho e a fonte de calor em que o calor é transferido através de uma fronteira física Produção de potência a partir de calor O ciclo da máquina de Carnot opera reversivelmente e é constituído por duas etapas isotérmicas conectadas por duas etapas adiabáticas A eficiência do ciclo é dada por A eficiência aumenta a medida que Tq K aumenta e Tf K diminui Embora as irreversibilidades diminuem as eficiências das máquinas térmicas estas aumentam quando a temperatura média na qual o calor é absorvido é aumentada Planta de Potência a vapor TQ 4 QQ W 1 TF Máquina de Carnot Planta de Potência a vapor 5 A figura abaixo apresenta um processo simples com escoamento e em regime estacionário no qual vapor de água gerado em uma caldeira é expandido em uma turbina adiabática para produzir trabalho Planta de Potência a vapor 6 Ciclo de Rankine É o ciclo ideal para uma unidade motora simples a vapor Embora o Ciclo de Carnot seja o que apresenta o melhor rendimento térmico o mesmo é inviável na prática por a requerer bombeamento de vapor mais líquido processo 41 b requerer superaquecimento com temperatura constante processo 12 c caso não utilize superaquecimento a turbina irá operar só com vapor úmido e com título baixo no final da expansão processo 2 3 7 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine 8 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine 12 Processo de aquecimento a pressão constante em uma caldeira A etapa encontrase ao longo de uma isóbara a pressão da caldeira e é formada por três seções aquecimento de água líquida subresfriada até sua temperatura de saturação vaporização desta água líquida a temperatura e pressão constantes e superaquecimento do vapor até uma temperatura acima de sua temperatura de saturação 9 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine 23 Expansão adiabática reversível isoentrópica do vapor em uma turbina até a pressão do condensador Essa etapa cruza a curva de saturação produzindo uma exaustão úmida Entretanto o superaquecimento efetuado na etapa anterior desloca a linha vertical para a direita o suficiente de modo que a quantidade de umidade não seja tão grande 10 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine 34 Um processo a temperatura e pressão constantes em um condensador para produzir líquido saturado no ponto 4 com rejeição de calor 41 Bombeamento adiabático e reversível isoentrópico do líquido saturado até a pressão da caldeira produzindo líquido comprimido subresfriado A linha vertical é muito curta porque o aumento da temperatura associado à compressão de um líquido é pequeno 11 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine sem superaquecimento O estado 2 é um estado definido no projeto do ciclo Para um ciclo sem superaquecimento é o ponto de vapor saturado para a alta pressão e para o caso de um ciclo com superaquecimento deve ser conhecida a capacidade de temperatura máxima do sistema Então as propriedades de entalpia e entropia devem ser obtidas no ponto 2 Planta de Potência a vapor 12 Ciclo de Rankine sem superaquecimento O estado 3 é obtido com a propriedade de entropia do ponto 2 visto o processo de expansão é isoentrópico Com base na baixa pressão e na entropia do ponto 3 uma interpolação deve ser realizada para a obtenção da entalpia determinado o título de saída da turbina ou então deve ser y yf x yg yf Planta de Potência a vapor 13 Ciclo de Rankine sem superaquecimento O estado 4 via de regra deve ser dimensionado para o estado de líquido saturado de modo a evitar um subresfriamento desnecessário que ocasiona um maior consumo de combustível e uma menor temperatura na saída da caldeira O estado 1 é obtido matematicamente através do conceito de uma bomba operando de maneira reversível Planta de Potência a vapor 14 Ciclo de Rankine Energia potencial desprezível Em geral energia cinética desprezível Perdas de pressão na caldeira e no condensador desprezíveis Bombas e turbinas são consideradas isentrópicas 15 Planta de Potência a vapor Conservação da Massa A massa assim como a energia é uma propriedade que se conserva e não pode ser criada nem destruída durante um processo Em sistemas fechados o princípio de conservação da massa é usado implicitamente pela exigência de que a massa do sistema permaneça constante Em volumes de controle ou sistemas abertos a massa pode atravessar a fronteira do sistema 16 Planta de Potência a vapor Conservação da Massa Vazão Mássica 17 Kgs onde ρ é massa específica do fluido escoando veln é a componente da velocidade normal a seção de área transversal ao escoamento e A é a seção de área transversal ao escoamento Planta de Potência a vapor Vazão mássica ṁ é a quantidade de massa que escoa através de uma área por unidade de tempo Essa taxa mássica pode ser expressa por m velndA A Planta de Potência a vapor Conservação da Massa Vazão Mássica A velocidade não é uniforme ao longo da seção transversal de um tubo devido à condição de nãodeslizamento nas paredes atrito Para isso definese a velocidade média de escoamento dada por A AvelndA velmédia 1 b 18 b a a f xdx 1 f c Kgs 19 Para um escoamento com fluido incompressível temos m³s Planta de Potência a vapor Conservação da Massa Vazão Mássica e Vazão Volumétrica m velmédiaA Vazão mássica é a massa do fluido escoando por unidade de tempo média média dA vel A V vel A Conservação da Massa para um Volume de Controle A transferência líquida de massa ou do fluxo de massa para ou de um volume de controle durante um intervalo de tempo Δt é igual à variação líquida da massa ou do fluxo de massa total dentro do volume de controle durante Δt Planta de Potência a vapor 20 Conservação da Massa para um Volume de Controle 21 os subscritos e s representam os valores que entram e saem do volume de controle respectivamente Planta de Potência a vapor Kgs Kg VC me ms dt dm mVC me ms Planta de Potência a vapor 22 vel evelocidade ms v volume específico m³Kg V volume m³ V vazão volumétrica m³s 29 Vazão Mássica e Vazão Volumétrica Para um escoamento unidimensional temos que Já para o caso de escoamento permanente a quantidade de massa contida no interior do volume de controle não varia com o tempo Assim a quantidade de massa que entra em um volume de controle tem que ser igual a quantidade que sai do volume de controle Planta de Potência a vapor Kgs Kgs s e ve vs dt dt dmVC veleAe vel s As dmVC vele Ae vel s As e s No caso do escoamento em regime permanente com corrente única corrente de entrada1 corrente de saída2 como ocorre em muitos dispositivos de engenharia a equação se reduz para 24 Planta de Potência a vapor Vazão Mássica e Vazão Volumétrica e s m m m1 m2 1vel1 A1 2vel2 A2 Planta de Potência a vapor Vazão Mássica e Vazão Volumétrica Para fluidos incompressíveis a massa específica não tem variação considerável no decorrer do processo e com isso pode se reduzir ainda mais a equação para 25 s e V V vel1 A1 vel2 A2 32 Conservação da Energia para um Volume de Controle O desenvolvimento do balanço de energia para um volume de controle pode ser obtido modificandose o balanço da taxa de energia para sistema fechado de forma a levar em conta a transferência de energia Planta de Potência a vapor Q recebido pelo sistema W realizado pelo sistema Conservação da Energia para um Volume de Controle Q e Ẇ representam a taxa líquida de transferência de energia por calor e trabalho através da fronteira do volume de controle no instante t Os dois demais termos representam as taxas de transferência de energia interna cinética e potencial dos fluxos de entrada e saída Planta de Potência a vapor 27 vels gze ms us gzs vele QW me ue dt dEVC 2 2 2 2 Planta de Potência a vapor 28 velevelocidade ms v volume específico m³Kg V volume m³ V vazão volumétrica m³s u energia interna específica JKg z altura m g aceleração da gravidade ms² Conservação da Energia para um Volume de Controle O trabalho para volume de controle é convenientemente separado em duas contribuições Uma associada à pressão do fluido à medida que a massa é introduzida nas entradas e removida nas saídas e outra designada por ẆVC que inclui todos os outros efeitos principalmente trabalho de eixo 29 Planta de Potência a vapor 36 Conservação da Energia para um Volume de Controle Para o primeiro efeito entrada e saída do fluido a equação é Planta de Potência a vapor dada por W s Ps Asvels We Pe Aevele Avel m mv m Avel Conservação da Energia para um Volume de Controle Para o primeiro efeito a equação é dada por Planta de Potência a vapor W s Ps Asvels We Pe Aevele Avel m mv e e e e s s s s W P m v W P m v 31 Planta de Potência a vapor 32 velevelocidade ms v volume específico m³Kg V volume m³ V vazão volumétrica m³s u energia interna específica JKg h entalpia específica JKg z altura m g aceleração da gravidade ms² P pressãoPa Nm² Planta de Potência a vapor 33 s s e e vels gz e ms us Pvs vele gz QVC WVC me ue Pv dt dEVC 2 2 2 2 Conservação da Energia para um Volume de Controle A taxa de energia por trabalho total é dada por W WVC Ps Asvels Pe Aevele W WVC Ps ms vs Pe me ve Portanto para um escoamento unidimensional a taxa de energia para um volume de controle é Conservação da Energia para um Volume de Controle Planta de Potência a vapor gzs vels gze ms hs vele QVC WVC me he dt dEVC 2 2 2 2 Kg Kg J J s² Kg Kgm² 1 Kgm m³ Kg Kg s²m² Kg J J h u Pv 34 s s e e vels gz e us Pvs ms vele gz QVC WVC me ue Pv dt dEV C 2 2 2 2 Conservação da Energia para um Volume de Controle Como ocorre para a conservação da massa na prática podem existir vários locais na fronteira através dos quais a massa entra e sai Planta de Potência a vapor 35 gzs gze ms hs vels QVC WVC me he vele dt dEVC 2 2 2 2 42 Conservação da Energia para um Volume de Controle Para regime permanente isto é sem variação da energia com o tempo temos Para regime permanente com uma entrada e uma saída o fluxo de massa é idêntico resumindose para Planta de Potência a vapor vels gze WVC ms hs gzs vele QVC me he 2 2 2 2 gzs gze ms hs vels vele 2 2 0 QVC WVC me he 2 2 2 1 2 gz1 z2 vel 2 vel 2 0 Q W mh h VC VC 1 2 Planta de Potência a vapor Conservação da Energia para um Volume de Controle Se o fluido sofrer uma variação desprezível em suas energias cinética e potencial enquanto escoa através de um volume de controle a equação de energia se reduzirá a 0 QVC WVC mh1 h2 mh2 h1 QVC WVC mhs he QVC WVC 37 Planta de Potência a vapor 38 Ciclo de Rankine Como calcular Trabalho necessário para comprimir o líquido 4 1 Calor absorvido pelo vapor úmido na caldeira 1 2 Trabalho realizado pelo vapor superaquecido na turbina 2 3 Calor rejeitado pelo vapor úmido ao passar pelo condensador 3 4 Cada equipamento é considerado individualmente como um sistema aberto volume de controle Ciclo de Rankine 39 Planta de Potência a vapor Caldeira Condensador Turbina Bomba Ciclo de Rankine 40 Bomba Em ciclos é prática comum expressar todos os trabalhos e calores em módulo e então adicionálos ou subtraílos dependendo de seu sentido Planta de Potência a vapor mh1 h4 QVC WVC Wbomba mh1 h4 mhs he QVC WVC 0 QVC WVC mhe hs Considerando 41 que o volume específico do líquido varia muito pouco com a variação da temperatura Wb mv4 P1 P4 h1 h4 v4 P1 P4 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine Bomba Wbomba mh1 h4 47 de volume de líquido com a Bomba Considerando a variação variação da temperatura Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine Hb v1 TP Coeficiente de Expansão volumétrica V T 1 V Ciclo de Rankine Valores de Coeficiente de Expansão volumétrica 43 Planta de Potência a vapor Substância Coeficiente de Expansão Volumétrica C1 Água 13 104 Mercúrio 18 104 Glicerina 49 104 Benzeno 106 104 Álcool 112 104 Acetona 149 104 Petróleo 10 104 Caldeira 44 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine Qcaldeira Wcaldeira mh2 h1 Qcaldeira mh2 h1 mhs he QVC WVC Ciclo de Rankine 45 Turbina Planta de Potência a vapor mhs he QVC WVC Qturbina Wturbina mh3 h2 deltaEc deltaEp Wturbina mh3 h2 VC mh h VC e s 0 Q W 51 Ciclo de Rankine Condensador Esta expressão fornece um valor negativo para Qcond Em ciclos é prática comum expressar todos os trabalhos e calores em módulo e então adicionálos ou subtraílos dependendo de seu sentido Planta de Potência a vapor mh4 h3 mhs he QVC WVC Qcondensador Wcondensador mh4 h3 Qcondensador Ciclo de Rankine Potência Líquida do sistema Planta de Potência a vapor W líquido 47 W líquido mh1 h4 h2 h3 Wbomba W turbina Planta de Potência a vapor Eficiência do Ciclo de Rankine Qcaldeira Wlíquido mh2 h1 mh1 h4 h2 h3 1 4 2 3 48 W líquido W líquido mh h h h W bomba Wturbina h2 h1 Planta de Potência a vapor Eficiência do Ciclo de Rankine h1 h4 h2 h3 h2 h1 49 1 h3 h4 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine Potência Líquida do sistema W líquido Qcaldeira Qcondensador W líquido mh2 h1 h3 h4 50 Planta de Potência a vapor Eficiência do Ciclo de Rankine Qcaldeira Wlíquido mh2 h1 mh2 h1 h3 h4 Wlíquido mh2 h1 h3 h4 Wlíquido Qcaldeira Qcondensador 51 Planta de Potência a vapor Eficiência do Ciclo de Rankine h2 h1 1 h3 h4 mh2 h1 52 mh2 h1 h3 h4 58 Exercícios AULA 5 Capítulo 8 Produção de potência a partir de calor 103 99 Exemplo 81 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Vapor dágua gerado em uma planta de potência na pressão de 8600KPa e na temperatura de 500C é alimentado em uma turbina Ao sair da turbina entra em um condensador a 10KPa saturado que é onde ele é condensado tornandose líquido então bombeado para a caldeira a Qual a eficiência térmica de um ciclo de Rankine operando nessas condições b Qual é a eficiência térmica de um ciclo real operando nessas condições se as eficiências da turbina e da bomba forem iguais a 075 c Se a potência do ciclo da parte b for igual a 80000KW qual será a vazão de vapor e quais são as taxas de transferência de calor na caldeira e no condensador Planta de Potência a vapor 100 Exercício 82 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot A máquina de Carnot utilizando água como fluido de trabalho opera da mesma forma que o ciclo mostrado na figura abaixo A vazão de circulação da água é 1Kgs Para Tq475K e Tf300K determine aAs pressões nos estados 1 2 3 e 4 bA qualidade x nos estados 3 e 4 cA taxa de adição de calor dA taxa de rejeição de calor eA potência mecânica para cada uma das quatro etapas fA eficiência térmica do ciclo 55 Planta de Potência a vapor 100 Exercício 82 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Planta de Potência a vapor 56 101 Exercício 88 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição A água é o fluido de trabalho em um ciclo de potência a vapor de Carnot O líquido saturado entra na caldeira a 16 MPa e vapor saturado entra na turbina A pressão no condensador é 8KPa A vazão mássica de vapor que entra na turbina é de 120 Kgs Determine a A eficiência térmica b A relação entre o trabalho de entrada na bomba e o trabalho desenvolvido pela turbina c A potência líquida produzida em KW d A taxa de transferência de calor que passa pelo condensador em KW 57 Planta de Potência a vapor Table F1 Saturated Steam SI Units V SPECIFIC VOLUME cm3 g1 U SPECIFIC INTERNAL ENERGY kJ kg1 H SPECIFIC ENTHALPY kJ kg1 S SPECIFIC ENTROPY kJ kg1 K1 SPECIFIC VOLUME V INTERNAL ENERGY U ENTHALPY H ENTROPY S t T P sat sat sat sat sat sat sat sat C K kPa liq evap vap liq evap vap liq evap vap liq evap vap 40 31315 7375 1008 19550 19550 1674 22628 24302 1675 24069 25744 05721 76861 82583 41 31415 7777 1008 18590 18590 1716 22599 24316 1716 24045 25762 05854 76541 82395 42 31515 8198 1009 17690 17690 1758 22571 24329 1758 24021 25779 05987 76222 82209 43 31615 8639 1009 16840 16840 1800 22543 24342 1800 23997 25797 06120 75905 82025 44 31715 9100 1009 16040 16040 1842 22514 24356 1842 23973 25815 06252 75590 81842 Table F1 Saturated Steam SI Units V SPECIFIC VOLUME cm3 g1 U SPECIFIC INTERNAL ENERGY kJ kg1 H SPECIFIC ENTHALPY kJ kg1 S SPECIFIC ENTROPY kJ kg1 K1 SPECIFIC VOLUME V INTERNAL ENERGY U ENTHALPY H ENTROPY S t T P sat sat sat sat sat sat sat sat C K kPa liq evap vap liq evap vap liq evap vap liq evap vap 340 61315 146052 1639 914 1078 15715 8972 24687 15955 10307 26262 36616 16811 53427 342 61515 149755 1657 871 1037 15852 8752 24605 16100 10057 26157 36844 16350 53194 344 61715 153535 1676 8286 9962 15992 8525 24517 16249 9797 26047 37075 15877 52952 346 61915 157393 1696 7870 9566 16135 8289 24424 16402 9528 25930 37311 15391 52702 348 62115 161331 1718 7461 9178 16281 8045 24326 16558 9248 25807 37553 14891 52444 TABLE A3 Properties of Saturated Water LiquidVapor Pressure Table Specific Volume m3kg Internal Energy kJkg Enthalpy kJkg Entropy kJkgK Press bar Temp C Sat Liquid vf 103 Sat Vapor vg Sat Liquid uf Sat Vapor ug Sat Liquid hf Evap hg Sat Vapor hg Sat Liquid sf Sat Vapor sg Press bar 004 2896 10040 34800 12145 24152 12146 24329 25544 04226 84746 004 006 3616 10064 23739 15153 24250 15153 24159 25674 05210 83304 006 008 4151 10084 18103 17387 24322 17388 24031 25770 05926 82287 008 010 4581 10102 14674 19182 24379 19183 23928 25847 06493 81502 010 020 6006 10172 7649 25138 24567 25140 23583 26097 08320 79085 020 TABLE A4 Continued T v u h s C m3kg kJkg kJkg kJkgK p 160 bar 160 MPa Tsat 34744C Sat 000931 24317 25806 52455 360 001105 25390 27158 54614 400 001426 27194 29476 58175 440 001652 28394 31037 60429 480 001842 29397 32344 62215 520 002013 30311 33533 63752 560 002172 31178 34654 65132 600 002323 32018 35735 66399 640 002467 32842 36789 67580 700 002674 34060 38339 69224 740 002808 34867 39359 70251 102 Exercício 818 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição O vapor dágua entra na turbina em um ciclo de Rankine a 16 MPa e 560C A pressão no condensador é de 8 KPa A eficiência isentrópica tanto da turbina quanto da bomba vale 85 e a vazão mássica do vapor que entra na turbina é de 120 Kgs Determine a A potência líquida produzida em KW b A taxa de transferência de calor que passa pela caldeira em KW c A eficiência térmica 60 Planta de Potência a vapor 103 Exercício 83 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Uma planta de potência a vapor opera na forma do ciclo da Figura a seguir Para um dos conjuntos de condições operacionais a seguir determine a vazão de vapor de água as taxas de transferência de calor na caldeira e no condensador e a eficiência térmica da planta a P1P210000KPa T2600C P3P4 10KPa ɳturbina08 ɳ bomba075 capacidade de potência80000KW 61 Planta de Potência a vapor 103 Exercício 83 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Planta de Potência a vapor 62 104 Exercício 84 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Um vapor dágua entra em uma turbina de uma planta de potência operando no ciclo Rankine a 3300KPa e sai a 50KPa Para mostrar o efeito do superaquecimento no desempenho do ciclo calcule a eficiência térmica do ciclo e a qualidade do vapor na saída da turbina para a temperatura do vapor na entrada da turbina iguais a 450C 63 Planta de Potência a vapor 104 Exemplo 84 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Planta de Potência a vapor 64 105 Exercício 827 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição Vapor a 10MPa e 600C entra na turbina do primeiro estágio de um ciclo ideal de Rankine com reaquecimento O vapor que deixa a seção de reaquecimento do gerador de vapor está a 500C e a pressão no condensador é de 6KPa Se o título na saída da turbina do segundo estágio é de 90 determine a eficiência térmica do ciclo Planta de Potência a vapor 65 106 Exercício 817 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição A água é o fluido de trabalho em um ciclo de Rankine O vapor superaquecido entra na turbina a 10MPa e 480C e a pressão no condensador é de 6KPa A turbina e a bomba têm eficiências isentrópicas de 80 e 70 respectivamente Determine para o ciclo a A taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho que passa pelo gerador de vapor em KJ por Kg de vapor que flui b A eficiência térmica c A taxa de transferência de calor do fluido de trabalho que passa pelo condensador para a água de resfriamento em KJ por Kg de vapor que flui Planta de Potência a vapor 66 107 Exercício 820 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição A água é o fluido de trabalho em um ciclo de Rankine O vapor superaquecido entra na turbina a 8 MPa e 560C com uma vazão mássica de 78 Kgs e sai a 8 KPa O líquido saturado entra na bomba a 8 Kpa A eficiência isentrópica da turbina é de 88 e a eficiência isentrópica da bomba é de 82 A água de resfriamento entra no condensador a 18C e sai a 36C sem alteração significativa da pressão Determine para o ciclo a A potência líquida produzida em KW b A eficiência térmica c A vazão mássica da água de resfriamento em Kgs Planta de Potência a vapor 67 108 Exercício 821 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição A figura a seguir apresenta os dados de operação de uma planta de potência a vapor que utiliza água como fluido de trabalho A vazão mássica da água é de 12 kgs A turbina e a bomba operam adiabaticamente porém sem reversibilidade Determine a A eficiência térmica b As taxas de transferência de calor Qentra e Qsai em KW Planta de Potência a vapor 68 108 Exercício 821 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição Planta de Potência a vapor 69 109 Exercício 85 Adaptação Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Vapor dágua entra em uma turbina de uma planta de potência operando no ciclo Rankine a 600C e sai a 30KPa Para mostrar o efeito da pressão na caldeira o desempenho do ciclo calcule a eficiência térmica do ciclo e a qualidade do vapor na saída da turbina para pressões na caldeira de 5000 KPa 70 Planta de Potência a vapor

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Termodinâmica 1

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Trabalho de Termodinâmica

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Trabalho de Termodinâmica

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UFSCAR

Máquinas Térmicas - Ciclos Termodinâmicos

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Máquinas Térmicas - Ciclos Termodinâmicos

Termodinâmica

UFPEL

Questão de Termodinâmica

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Questão de Termodinâmica

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UFC

Termodinamica Aplicada-2a-Lei-e-Maquinas-Termicas

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Termodinamica Aplicada-2a-Lei-e-Maquinas-Termicas

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Termodinamica Aplicada - 2a Lei e Ciclos Termodinamicos

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Termodinamica Aplicada - 2a Lei e Ciclos Termodinamicos

Termodinâmica 1

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Com exceção da energia nuclear o Sol é a maior fonte de toda a energia mecânica utilizada pelo homem a quantidade total de energia vinda do Sol é enorme porém a quantidade que incide sobre a superfície por metro quadrado é pequena Células solares fotovoltaicas são usadas para energia elétrica 2 Radiação solar também encontra aplicação direta no aquecimento de água e edificações Produção de potência a partir do calor Capítulo 8 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição SMITH VAN NESS ABBOT e Capítulo 8 Sistemas de potência de vapor Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição Planta de Potência a Vapor máquina térmica em grande escala na qual o fluido de trabalho água escoa em estado estacionário sucessivamente através de uma bomba de uma caldeira de uma turbina e de um condensador em um processo cíclico Não há contato físico entre o fluido de trabalho e a fonte de calor em que o calor é transferido através de uma fronteira física Produção de potência a partir de calor O ciclo da máquina de Carnot opera reversivelmente e é constituído por duas etapas isotérmicas conectadas por duas etapas adiabáticas A eficiência do ciclo é dada por A eficiência aumenta a medida que Tq K aumenta e Tf K diminui Embora as irreversibilidades diminuem as eficiências das máquinas térmicas estas aumentam quando a temperatura média na qual o calor é absorvido é aumentada Planta de Potência a vapor TQ 4 QQ W 1 TF Máquina de Carnot Planta de Potência a vapor 5 A figura abaixo apresenta um processo simples com escoamento e em regime estacionário no qual vapor de água gerado em uma caldeira é expandido em uma turbina adiabática para produzir trabalho Planta de Potência a vapor 6 Ciclo de Rankine É o ciclo ideal para uma unidade motora simples a vapor Embora o Ciclo de Carnot seja o que apresenta o melhor rendimento térmico o mesmo é inviável na prática por a requerer bombeamento de vapor mais líquido processo 41 b requerer superaquecimento com temperatura constante processo 12 c caso não utilize superaquecimento a turbina irá operar só com vapor úmido e com título baixo no final da expansão processo 2 3 7 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine 8 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine 12 Processo de aquecimento a pressão constante em uma caldeira A etapa encontrase ao longo de uma isóbara a pressão da caldeira e é formada por três seções aquecimento de água líquida subresfriada até sua temperatura de saturação vaporização desta água líquida a temperatura e pressão constantes e superaquecimento do vapor até uma temperatura acima de sua temperatura de saturação 9 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine 23 Expansão adiabática reversível isoentrópica do vapor em uma turbina até a pressão do condensador Essa etapa cruza a curva de saturação produzindo uma exaustão úmida Entretanto o superaquecimento efetuado na etapa anterior desloca a linha vertical para a direita o suficiente de modo que a quantidade de umidade não seja tão grande 10 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine 34 Um processo a temperatura e pressão constantes em um condensador para produzir líquido saturado no ponto 4 com rejeição de calor 41 Bombeamento adiabático e reversível isoentrópico do líquido saturado até a pressão da caldeira produzindo líquido comprimido subresfriado A linha vertical é muito curta porque o aumento da temperatura associado à compressão de um líquido é pequeno 11 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine sem superaquecimento O estado 2 é um estado definido no projeto do ciclo Para um ciclo sem superaquecimento é o ponto de vapor saturado para a alta pressão e para o caso de um ciclo com superaquecimento deve ser conhecida a capacidade de temperatura máxima do sistema Então as propriedades de entalpia e entropia devem ser obtidas no ponto 2 Planta de Potência a vapor 12 Ciclo de Rankine sem superaquecimento O estado 3 é obtido com a propriedade de entropia do ponto 2 visto o processo de expansão é isoentrópico Com base na baixa pressão e na entropia do ponto 3 uma interpolação deve ser realizada para a obtenção da entalpia determinado o título de saída da turbina ou então deve ser y yf x yg yf Planta de Potência a vapor 13 Ciclo de Rankine sem superaquecimento O estado 4 via de regra deve ser dimensionado para o estado de líquido saturado de modo a evitar um subresfriamento desnecessário que ocasiona um maior consumo de combustível e uma menor temperatura na saída da caldeira O estado 1 é obtido matematicamente através do conceito de uma bomba operando de maneira reversível Planta de Potência a vapor 14 Ciclo de Rankine Energia potencial desprezível Em geral energia cinética desprezível Perdas de pressão na caldeira e no condensador desprezíveis Bombas e turbinas são consideradas isentrópicas 15 Planta de Potência a vapor Conservação da Massa A massa assim como a energia é uma propriedade que se conserva e não pode ser criada nem destruída durante um processo Em sistemas fechados o princípio de conservação da massa é usado implicitamente pela exigência de que a massa do sistema permaneça constante Em volumes de controle ou sistemas abertos a massa pode atravessar a fronteira do sistema 16 Planta de Potência a vapor Conservação da Massa Vazão Mássica 17 Kgs onde ρ é massa específica do fluido escoando veln é a componente da velocidade normal a seção de área transversal ao escoamento e A é a seção de área transversal ao escoamento Planta de Potência a vapor Vazão mássica ṁ é a quantidade de massa que escoa através de uma área por unidade de tempo Essa taxa mássica pode ser expressa por m velndA A Planta de Potência a vapor Conservação da Massa Vazão Mássica A velocidade não é uniforme ao longo da seção transversal de um tubo devido à condição de nãodeslizamento nas paredes atrito Para isso definese a velocidade média de escoamento dada por A AvelndA velmédia 1 b 18 b a a f xdx 1 f c Kgs 19 Para um escoamento com fluido incompressível temos m³s Planta de Potência a vapor Conservação da Massa Vazão Mássica e Vazão Volumétrica m velmédiaA Vazão mássica é a massa do fluido escoando por unidade de tempo média média dA vel A V vel A Conservação da Massa para um Volume de Controle A transferência líquida de massa ou do fluxo de massa para ou de um volume de controle durante um intervalo de tempo Δt é igual à variação líquida da massa ou do fluxo de massa total dentro do volume de controle durante Δt Planta de Potência a vapor 20 Conservação da Massa para um Volume de Controle 21 os subscritos e s representam os valores que entram e saem do volume de controle respectivamente Planta de Potência a vapor Kgs Kg VC me ms dt dm mVC me ms Planta de Potência a vapor 22 vel evelocidade ms v volume específico m³Kg V volume m³ V vazão volumétrica m³s 29 Vazão Mássica e Vazão Volumétrica Para um escoamento unidimensional temos que Já para o caso de escoamento permanente a quantidade de massa contida no interior do volume de controle não varia com o tempo Assim a quantidade de massa que entra em um volume de controle tem que ser igual a quantidade que sai do volume de controle Planta de Potência a vapor Kgs Kgs s e ve vs dt dt dmVC veleAe vel s As dmVC vele Ae vel s As e s No caso do escoamento em regime permanente com corrente única corrente de entrada1 corrente de saída2 como ocorre em muitos dispositivos de engenharia a equação se reduz para 24 Planta de Potência a vapor Vazão Mássica e Vazão Volumétrica e s m m m1 m2 1vel1 A1 2vel2 A2 Planta de Potência a vapor Vazão Mássica e Vazão Volumétrica Para fluidos incompressíveis a massa específica não tem variação considerável no decorrer do processo e com isso pode se reduzir ainda mais a equação para 25 s e V V vel1 A1 vel2 A2 32 Conservação da Energia para um Volume de Controle O desenvolvimento do balanço de energia para um volume de controle pode ser obtido modificandose o balanço da taxa de energia para sistema fechado de forma a levar em conta a transferência de energia Planta de Potência a vapor Q recebido pelo sistema W realizado pelo sistema Conservação da Energia para um Volume de Controle Q e Ẇ representam a taxa líquida de transferência de energia por calor e trabalho através da fronteira do volume de controle no instante t Os dois demais termos representam as taxas de transferência de energia interna cinética e potencial dos fluxos de entrada e saída Planta de Potência a vapor 27 vels gze ms us gzs vele QW me ue dt dEVC 2 2 2 2 Planta de Potência a vapor 28 velevelocidade ms v volume específico m³Kg V volume m³ V vazão volumétrica m³s u energia interna específica JKg z altura m g aceleração da gravidade ms² Conservação da Energia para um Volume de Controle O trabalho para volume de controle é convenientemente separado em duas contribuições Uma associada à pressão do fluido à medida que a massa é introduzida nas entradas e removida nas saídas e outra designada por ẆVC que inclui todos os outros efeitos principalmente trabalho de eixo 29 Planta de Potência a vapor 36 Conservação da Energia para um Volume de Controle Para o primeiro efeito entrada e saída do fluido a equação é Planta de Potência a vapor dada por W s Ps Asvels We Pe Aevele Avel m mv m Avel Conservação da Energia para um Volume de Controle Para o primeiro efeito a equação é dada por Planta de Potência a vapor W s Ps Asvels We Pe Aevele Avel m mv e e e e s s s s W P m v W P m v 31 Planta de Potência a vapor 32 velevelocidade ms v volume específico m³Kg V volume m³ V vazão volumétrica m³s u energia interna específica JKg h entalpia específica JKg z altura m g aceleração da gravidade ms² P pressãoPa Nm² Planta de Potência a vapor 33 s s e e vels gz e ms us Pvs vele gz QVC WVC me ue Pv dt dEVC 2 2 2 2 Conservação da Energia para um Volume de Controle A taxa de energia por trabalho total é dada por W WVC Ps Asvels Pe Aevele W WVC Ps ms vs Pe me ve Portanto para um escoamento unidimensional a taxa de energia para um volume de controle é Conservação da Energia para um Volume de Controle Planta de Potência a vapor gzs vels gze ms hs vele QVC WVC me he dt dEVC 2 2 2 2 Kg Kg J J s² Kg Kgm² 1 Kgm m³ Kg Kg s²m² Kg J J h u Pv 34 s s e e vels gz e us Pvs ms vele gz QVC WVC me ue Pv dt dEV C 2 2 2 2 Conservação da Energia para um Volume de Controle Como ocorre para a conservação da massa na prática podem existir vários locais na fronteira através dos quais a massa entra e sai Planta de Potência a vapor 35 gzs gze ms hs vels QVC WVC me he vele dt dEVC 2 2 2 2 42 Conservação da Energia para um Volume de Controle Para regime permanente isto é sem variação da energia com o tempo temos Para regime permanente com uma entrada e uma saída o fluxo de massa é idêntico resumindose para Planta de Potência a vapor vels gze WVC ms hs gzs vele QVC me he 2 2 2 2 gzs gze ms hs vels vele 2 2 0 QVC WVC me he 2 2 2 1 2 gz1 z2 vel 2 vel 2 0 Q W mh h VC VC 1 2 Planta de Potência a vapor Conservação da Energia para um Volume de Controle Se o fluido sofrer uma variação desprezível em suas energias cinética e potencial enquanto escoa através de um volume de controle a equação de energia se reduzirá a 0 QVC WVC mh1 h2 mh2 h1 QVC WVC mhs he QVC WVC 37 Planta de Potência a vapor 38 Ciclo de Rankine Como calcular Trabalho necessário para comprimir o líquido 4 1 Calor absorvido pelo vapor úmido na caldeira 1 2 Trabalho realizado pelo vapor superaquecido na turbina 2 3 Calor rejeitado pelo vapor úmido ao passar pelo condensador 3 4 Cada equipamento é considerado individualmente como um sistema aberto volume de controle Ciclo de Rankine 39 Planta de Potência a vapor Caldeira Condensador Turbina Bomba Ciclo de Rankine 40 Bomba Em ciclos é prática comum expressar todos os trabalhos e calores em módulo e então adicionálos ou subtraílos dependendo de seu sentido Planta de Potência a vapor mh1 h4 QVC WVC Wbomba mh1 h4 mhs he QVC WVC 0 QVC WVC mhe hs Considerando 41 que o volume específico do líquido varia muito pouco com a variação da temperatura Wb mv4 P1 P4 h1 h4 v4 P1 P4 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine Bomba Wbomba mh1 h4 47 de volume de líquido com a Bomba Considerando a variação variação da temperatura Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine Hb v1 TP Coeficiente de Expansão volumétrica V T 1 V Ciclo de Rankine Valores de Coeficiente de Expansão volumétrica 43 Planta de Potência a vapor Substância Coeficiente de Expansão Volumétrica C1 Água 13 104 Mercúrio 18 104 Glicerina 49 104 Benzeno 106 104 Álcool 112 104 Acetona 149 104 Petróleo 10 104 Caldeira 44 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine Qcaldeira Wcaldeira mh2 h1 Qcaldeira mh2 h1 mhs he QVC WVC Ciclo de Rankine 45 Turbina Planta de Potência a vapor mhs he QVC WVC Qturbina Wturbina mh3 h2 deltaEc deltaEp Wturbina mh3 h2 VC mh h VC e s 0 Q W 51 Ciclo de Rankine Condensador Esta expressão fornece um valor negativo para Qcond Em ciclos é prática comum expressar todos os trabalhos e calores em módulo e então adicionálos ou subtraílos dependendo de seu sentido Planta de Potência a vapor mh4 h3 mhs he QVC WVC Qcondensador Wcondensador mh4 h3 Qcondensador Ciclo de Rankine Potência Líquida do sistema Planta de Potência a vapor W líquido 47 W líquido mh1 h4 h2 h3 Wbomba W turbina Planta de Potência a vapor Eficiência do Ciclo de Rankine Qcaldeira Wlíquido mh2 h1 mh1 h4 h2 h3 1 4 2 3 48 W líquido W líquido mh h h h W bomba Wturbina h2 h1 Planta de Potência a vapor Eficiência do Ciclo de Rankine h1 h4 h2 h3 h2 h1 49 1 h3 h4 Planta de Potência a vapor Ciclo de Rankine Potência Líquida do sistema W líquido Qcaldeira Qcondensador W líquido mh2 h1 h3 h4 50 Planta de Potência a vapor Eficiência do Ciclo de Rankine Qcaldeira Wlíquido mh2 h1 mh2 h1 h3 h4 Wlíquido mh2 h1 h3 h4 Wlíquido Qcaldeira Qcondensador 51 Planta de Potência a vapor Eficiência do Ciclo de Rankine h2 h1 1 h3 h4 mh2 h1 52 mh2 h1 h3 h4 58 Exercícios AULA 5 Capítulo 8 Produção de potência a partir de calor 103 99 Exemplo 81 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Vapor dágua gerado em uma planta de potência na pressão de 8600KPa e na temperatura de 500C é alimentado em uma turbina Ao sair da turbina entra em um condensador a 10KPa saturado que é onde ele é condensado tornandose líquido então bombeado para a caldeira a Qual a eficiência térmica de um ciclo de Rankine operando nessas condições b Qual é a eficiência térmica de um ciclo real operando nessas condições se as eficiências da turbina e da bomba forem iguais a 075 c Se a potência do ciclo da parte b for igual a 80000KW qual será a vazão de vapor e quais são as taxas de transferência de calor na caldeira e no condensador Planta de Potência a vapor 100 Exercício 82 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot A máquina de Carnot utilizando água como fluido de trabalho opera da mesma forma que o ciclo mostrado na figura abaixo A vazão de circulação da água é 1Kgs Para Tq475K e Tf300K determine aAs pressões nos estados 1 2 3 e 4 bA qualidade x nos estados 3 e 4 cA taxa de adição de calor dA taxa de rejeição de calor eA potência mecânica para cada uma das quatro etapas fA eficiência térmica do ciclo 55 Planta de Potência a vapor 100 Exercício 82 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Planta de Potência a vapor 56 101 Exercício 88 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição A água é o fluido de trabalho em um ciclo de potência a vapor de Carnot O líquido saturado entra na caldeira a 16 MPa e vapor saturado entra na turbina A pressão no condensador é 8KPa A vazão mássica de vapor que entra na turbina é de 120 Kgs Determine a A eficiência térmica b A relação entre o trabalho de entrada na bomba e o trabalho desenvolvido pela turbina c A potência líquida produzida em KW d A taxa de transferência de calor que passa pelo condensador em KW 57 Planta de Potência a vapor Table F1 Saturated Steam SI Units V SPECIFIC VOLUME cm3 g1 U SPECIFIC INTERNAL ENERGY kJ kg1 H SPECIFIC ENTHALPY kJ kg1 S SPECIFIC ENTROPY kJ kg1 K1 SPECIFIC VOLUME V INTERNAL ENERGY U ENTHALPY H ENTROPY S t T P sat sat sat sat sat sat sat sat C K kPa liq evap vap liq evap vap liq evap vap liq evap vap 40 31315 7375 1008 19550 19550 1674 22628 24302 1675 24069 25744 05721 76861 82583 41 31415 7777 1008 18590 18590 1716 22599 24316 1716 24045 25762 05854 76541 82395 42 31515 8198 1009 17690 17690 1758 22571 24329 1758 24021 25779 05987 76222 82209 43 31615 8639 1009 16840 16840 1800 22543 24342 1800 23997 25797 06120 75905 82025 44 31715 9100 1009 16040 16040 1842 22514 24356 1842 23973 25815 06252 75590 81842 Table F1 Saturated Steam SI Units V SPECIFIC VOLUME cm3 g1 U SPECIFIC INTERNAL ENERGY kJ kg1 H SPECIFIC ENTHALPY kJ kg1 S SPECIFIC ENTROPY kJ kg1 K1 SPECIFIC VOLUME V INTERNAL ENERGY U ENTHALPY H ENTROPY S t T P sat sat sat sat sat sat sat sat C K kPa liq evap vap liq evap vap liq evap vap liq evap vap 340 61315 146052 1639 914 1078 15715 8972 24687 15955 10307 26262 36616 16811 53427 342 61515 149755 1657 871 1037 15852 8752 24605 16100 10057 26157 36844 16350 53194 344 61715 153535 1676 8286 9962 15992 8525 24517 16249 9797 26047 37075 15877 52952 346 61915 157393 1696 7870 9566 16135 8289 24424 16402 9528 25930 37311 15391 52702 348 62115 161331 1718 7461 9178 16281 8045 24326 16558 9248 25807 37553 14891 52444 TABLE A3 Properties of Saturated Water LiquidVapor Pressure Table Specific Volume m3kg Internal Energy kJkg Enthalpy kJkg Entropy kJkgK Press bar Temp C Sat Liquid vf 103 Sat Vapor vg Sat Liquid uf Sat Vapor ug Sat Liquid hf Evap hg Sat Vapor hg Sat Liquid sf Sat Vapor sg Press bar 004 2896 10040 34800 12145 24152 12146 24329 25544 04226 84746 004 006 3616 10064 23739 15153 24250 15153 24159 25674 05210 83304 006 008 4151 10084 18103 17387 24322 17388 24031 25770 05926 82287 008 010 4581 10102 14674 19182 24379 19183 23928 25847 06493 81502 010 020 6006 10172 7649 25138 24567 25140 23583 26097 08320 79085 020 TABLE A4 Continued T v u h s C m3kg kJkg kJkg kJkgK p 160 bar 160 MPa Tsat 34744C Sat 000931 24317 25806 52455 360 001105 25390 27158 54614 400 001426 27194 29476 58175 440 001652 28394 31037 60429 480 001842 29397 32344 62215 520 002013 30311 33533 63752 560 002172 31178 34654 65132 600 002323 32018 35735 66399 640 002467 32842 36789 67580 700 002674 34060 38339 69224 740 002808 34867 39359 70251 102 Exercício 818 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição O vapor dágua entra na turbina em um ciclo de Rankine a 16 MPa e 560C A pressão no condensador é de 8 KPa A eficiência isentrópica tanto da turbina quanto da bomba vale 85 e a vazão mássica do vapor que entra na turbina é de 120 Kgs Determine a A potência líquida produzida em KW b A taxa de transferência de calor que passa pela caldeira em KW c A eficiência térmica 60 Planta de Potência a vapor 103 Exercício 83 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Uma planta de potência a vapor opera na forma do ciclo da Figura a seguir Para um dos conjuntos de condições operacionais a seguir determine a vazão de vapor de água as taxas de transferência de calor na caldeira e no condensador e a eficiência térmica da planta a P1P210000KPa T2600C P3P4 10KPa ɳturbina08 ɳ bomba075 capacidade de potência80000KW 61 Planta de Potência a vapor 103 Exercício 83 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Planta de Potência a vapor 62 104 Exercício 84 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Um vapor dágua entra em uma turbina de uma planta de potência operando no ciclo Rankine a 3300KPa e sai a 50KPa Para mostrar o efeito do superaquecimento no desempenho do ciclo calcule a eficiência térmica do ciclo e a qualidade do vapor na saída da turbina para a temperatura do vapor na entrada da turbina iguais a 450C 63 Planta de Potência a vapor 104 Exemplo 84 Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Planta de Potência a vapor 64 105 Exercício 827 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição Vapor a 10MPa e 600C entra na turbina do primeiro estágio de um ciclo ideal de Rankine com reaquecimento O vapor que deixa a seção de reaquecimento do gerador de vapor está a 500C e a pressão no condensador é de 6KPa Se o título na saída da turbina do segundo estágio é de 90 determine a eficiência térmica do ciclo Planta de Potência a vapor 65 106 Exercício 817 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição A água é o fluido de trabalho em um ciclo de Rankine O vapor superaquecido entra na turbina a 10MPa e 480C e a pressão no condensador é de 6KPa A turbina e a bomba têm eficiências isentrópicas de 80 e 70 respectivamente Determine para o ciclo a A taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho que passa pelo gerador de vapor em KJ por Kg de vapor que flui b A eficiência térmica c A taxa de transferência de calor do fluido de trabalho que passa pelo condensador para a água de resfriamento em KJ por Kg de vapor que flui Planta de Potência a vapor 66 107 Exercício 820 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição A água é o fluido de trabalho em um ciclo de Rankine O vapor superaquecido entra na turbina a 8 MPa e 560C com uma vazão mássica de 78 Kgs e sai a 8 KPa O líquido saturado entra na bomba a 8 Kpa A eficiência isentrópica da turbina é de 88 e a eficiência isentrópica da bomba é de 82 A água de resfriamento entra no condensador a 18C e sai a 36C sem alteração significativa da pressão Determine para o ciclo a A potência líquida produzida em KW b A eficiência térmica c A vazão mássica da água de resfriamento em Kgs Planta de Potência a vapor 67 108 Exercício 821 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição A figura a seguir apresenta os dados de operação de uma planta de potência a vapor que utiliza água como fluido de trabalho A vazão mássica da água é de 12 kgs A turbina e a bomba operam adiabaticamente porém sem reversibilidade Determine a A eficiência térmica b As taxas de transferência de calor Qentra e Qsai em KW Planta de Potência a vapor 68 108 Exercício 821 Princípios de Termodinâmica para Engenharia MORAN M J SHAPIRO H N 7ª Edição Planta de Potência a vapor 69 109 Exercício 85 Adaptação Introdução a Termodinâmica da Engenharia Química 7ª Edição Smith Van Ness Abbot Vapor dágua entra em uma turbina de uma planta de potência operando no ciclo Rankine a 600C e sai a 30KPa Para mostrar o efeito da pressão na caldeira o desempenho do ciclo calcule a eficiência térmica do ciclo e a qualidade do vapor na saída da turbina para pressões na caldeira de 5000 KPa 70 Planta de Potência a vapor

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