Atividade Avaliativa 2 - Máquinas Térmicas - Ciclo Brayton e Ciclo Combinado

MÁQUINAS TÉRMICAS 20221 ATIVIDADE AVALIATIVA 2 1 25 pontos Ar entra no compressor de um ciclo de ar padrão Brayton regenerativo com uma vazão volumétrica de 60 m3s a 08 bar e 290 K A razão de pressão no compressor é 20 e temperatura máxima do ciclo é 2100 K Para o compressor a eficiência isentrópica é 92 e para a turbina a eficiência isentrópica é 95 Para uma eficiência do regenerador de 85 determine a a potência líquida desenvolvida em MW 05 pontos b a taxa de adição de calor no combustor em MW 05 pontos c a eficiência térmica do ciclo 05 pontos Esboce graficamente as quantidades calculadas nos itens a a c para valores da efetividade do regenerador variando entre 0 e 100 Discuta os resultados Mostre os resultados em uma planilha Excel 1 ponto 2 25 pontos Um ciclo de potência combinado de turbina a gás e a vapor ver figura tem uma potência líquida de saída de 100 MW Ar entra no compressor da turbina a gás a 100 kPa e 300 K e é comprimido a 1200 kPa A eficiência isentrópica é 84 As condições na entrada da turbina são 1200 kPa e 1400 k O ar se expande ao longo da turbina que tem uma eficiência isentrópica de 88 até uma pressão de 100 kPa Em seguida o ar passa por um trocador d e calor interconectado e é finalmente descarregado a 480K O vapor entra na turbina do ciclo de potência a vapor a 8 MPa e 400 e se expande até a pressão do condensador de 8 kPa Água entra na bomba como líquido saturado a 8 kPa A turbina e a bomba têm eficiências isentrópicas de 90 e 80 respectivamente Determine a as vazões mássicas do ar e do vapor ambas em kgs 15 pontos b a eficiência térmica do ciclo combinado 1 ponto 3 25 pontos Considere um ciclo de motor a jato que opera num ambiente em que a pressão e a temperatura são iguais a 100 kPa e 280 K a potência utilizada para acionar o compressor do ciclo é 4 MW e a vazão de ar no ciclo é 9 kgs A temperatura e a pressão na seção de alimentação da turbina são iguais a 1600 K e 2 MPa Sabendo que a eficiência isoentrópica da turbina é igual a 85 determine a pressão e a temperatura na seção de alimentação do bocal do ciclo Admita que a eficiência desse bocal seja 95 Calcule a temperatura e a velocidade do escoamento de ar na seção de descarga do bocal 4 25 pontos Um compressor de ar de dois estágios com resfriador intermediário tem temperatura e a pressão na seção de entrada do primeiro estágio iguais a 17 e 100 kPa a pressão na seção de descarga do primeiro estágio de compressão é 500 kPa O ar descarregado do estágio é então resfriado num resfriador intermediário até 27 à pressão constante P O segundo estágio comprime o ar a 1000 kPa Admitindo que o compressor e a turbina apresentem eficiência isoentrópicas iguais a 85 e 88 respectivamente determine o trabalho específico nos estágios de compressão Compare esse valor com o trabalho específico obtido no caso de não existência de resfriador intermediário um único compressor comprimindo o ar de 100 kPa a 1000 kPa