Slide Introdução Aos Ciclos Termodinâmicos-2021 2

Ah T ali A tant Cl A mh erinoainamgawessica §=§=Ulirpr CAPITULO 7: Introducao aos Ciclos Termodinamicos UCiclo de Carnot - Ociclo de Carnot é um ciclo reversivel (ideal). = Devido a idealidade do ciclo, € o que apresenta maior eficiéncia termica. (isotérmico e T Py | a 4 / om _\4 VONL SADC A (isotérmico e Qcondensador S cid¥8 Re EAtnot Diagram TxS para o ciclo de Carnot . Termodinamica Classica §=—- Ui ee Prof. Joel Nicolet VUWiTPR Nee ee ee eee ee CAPITULO 7: Introducao aos Ciclos Termodinamicos UCiclo de Carnot - Acaldeira e o condensador operam aP e T constantes; = A turbina e a bomba sao considerados equipamentos adiabaticos e reversiveis (isentropicos). Capitulo 4 P, T _— Wiq _ Trg —Trr (1) Io /@\ P,, Qcaldeira FQ eo : | | | Ww / \ Wiig= Weurbina + Weompressor =e Onde: Teg) ed ore a A © Qoondensador S TFQ temperatura fonte quente (caldeira); Diagram TxS para o ciclo de Carnot TFF temperatura fonte fria (condensador). : Termodinamica Classi & oalia mica Glass Gal UTirpr Nee rel CAPITULO 7: Introducao aos Ciclos Termodinamicos UCiclo Rankine Ideal = A caldeira opera a P constante e 0 condensador a P e T constantes; p = A turbina e a bomba sao T considerados equipamentos adiabaticos e- reversiveis 0 1 P, / J (isentropicos). Ww . Wii bomb "| / PA n= iq (1) @ condensador S Wiig= | Wrurbina + Weompressor | Diagram TxS para o ciclo Rankine ls T all ATO Fl Gl >) @RQT erinocinamicayessica =U Tirpr CAPITULO 7: Introdugao aos Ciclos Termodinamicos ]Ciclo Refrigeragao Ideal = Os equipamentos basicos sao: compressor, evaporador, condensador e valvula de expansao (estrangulamento); = A valvula de expansao (VE) opera de p forma adiabatica; ' 2 = O condensador trabalha a P constante; Sogn : = O evaporador tem operacao a P e T Ae. \% > hore constantes; A = O compressor é adiabatico e reversivel. Sina 1 S n= _ = cvaperador (1) compressor Diagram TxS para o ciclo de refrigeragao Coeficiente de performance I T all A pan h Cle "| erinoayicmica wassica §=sesUTirpr See CAPITULO 7: Introdugao aos Ciclos Termodinamicos JEfeitos da irreversibilidade: = Na_ pratica, os equipamentos nao trabalham de _ forma isentropica, devido as irreversibilidades. I = No ciclo Rankine ao lado, as 7p linhas ---------- correspondem ao / \~ processo isentropico, enquanto as | linhas cheias (203) e (401) 77 uu \ ya representam O processo ee irreversivel. entropia Diagram TXS para o ciclo Rankine Termodinamica Classica = JTiFpr Neen eee eee eee re eerie CAPITULO 7: Introdugao aos Ciclos Termodinamicos JEfeitos da irreversibilidade: = Para o ciclo de refrigeragao, a irreversibilidade pode ocorrer devido:. 1. Superaquecimento do vapor P D’ na entrada do compressor A D (CC); A CONDENSADOR @ 2. Subresfriamento do liquido na /\ & saida do condensador (AA’). Z Y é £ 3. Perda de carga (AP) no B SoRADOR evaporador (P,. > P..) € no [> EVAPORABOR © | ; condensador (P,,,> P,,). B C 7 4. Compressor nao_ isentropico (S’>S..). ——— Ciclo de refrigeragao ideal D C — Ciclo real de refrigeracao Termodinamica Classica = JTiFpr JExemplo 1: = Vapor e submetido a um ciclo de Carnot entre as temperaturas de T Py 200°C e 100°C. Determine: as /%\ P,, propriedades H e S nos vertices (1, 2, w, “ \ 3 e 4) no ciclo; b) os trabalhos da "a a bomba e turbina; c) 0 calor da caldeira: ty d) geracdo de entropia; d) a eficiéncia. Mcondensador S Diagram TxS para Carnot Resp. Termodlanmleaclésslca UTirpr Neen eee eee eee re eerie CAPITULO 7: Introdugao aos Ciclos Termodinamicos Exemplo 2: = Uma maquina opera em , 7 P ciclo Rankine ideal com vapor entre as Presid ‘Pp pressdes de 60 e 1,013 bar. A turbina Jew 2 expande o vapor de 500 °C e 60 bar ate Who Tp ak mba . 1,013 bar. O liquido na _ saida do Qcondensad S condensador é€ saturado. Calcule: a) os Diagrama TxS ciclo Rankine calores e trabalhos do equipamentos; b) a geracao de entropia e; c) a eficiéncia termodinamica. Termodinamica Classica = JTiFpr See CAPITULO 7: Introdugao aos Ciclos Termodinamicos Exemplo 3: - Em relagéo ao Exemplo 2, refaga os , 7 P calculos considerando que a bomba e a Presid ‘Pp turbina tém uma eficiéncia de 75%. se ¥ Ou 2 Mantenha as condicoes de operacgao do Exemplo 2. Obtenha: a) os calores e Qcondensad S trabalhos do equipamentos; b) a geracao Diagrama TxS ciclo Rankine de entropia e; c) a_- eficiéncia termodinamica. Resp. a) W,,=8,18 kJ/kg, W,,_,..,=-694,18 KI/Kg, Qoong-2311,28 kJ/kg; Q_.,,=2997,3; b) Syeh=2,5237 kJ/kg.K; c) 0,229 ou 22,9%. Termodinamica Classica = JTiFpr Exemplo 4: = Um sistema de refrigeragao ideal emprega refrigerante R-12, no qual opera com a T P temperatura do evaporador (T aps -5 °C)e oan 2 p a temperatura do condensador (1. = 40 34s — °C). Determinar: BS pre a) O trabalho realizado pelo compressor, —'g§$—X_ (kJ/kg) we 1S b) Ocalor absorvido pelo evaporador; c) Ocalor liberado pelo condensador; Resp. a) 23,08 kJ/kg; b) d) Aeficiéncia do ciclo de Carnot e o COP ike: d) 8.90 @ t3