Sistemas de Potência a Gás

SISTEMAS DE POTÊNCIA A GÁS

SISTEMAS DE POTÊNCIA A GÁS

Prof.: Mário Luis F. da Silva DCTEF - Departamento de Ciências Térmicas e dos Fluidos UFSJ - Universidade Federal de São João del Rei 2º Semestre 2012

Pressão Média Efetiva

Taxa de Compressão

𝒓 =𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒐 𝒄𝒊𝒍𝒊𝒏𝒅𝒓𝒐

𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆 𝒅𝒂 𝒄â𝒎𝒂𝒓𝒂 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒎𝒃𝒖𝒔𝒕ã𝒐

Processo 1-2: compressão isentrópica do pmi ao pms.

Processo 2-3: transferência de calor a volume constante.

Processo 3-4: expansão isentrópica ( retorno ao pmi).

Processo 4-1: rejeição de calor a volume constante.

1ª Lei da Termodinâmica

Trabalho Global Eficiência Térmica

Processos Isentrópicos

r = taxa de compressão

Efeitos da taxa de compressão

K = 1,4

Processo 1-2: compressão isentrópica do pmi ao pms.

Processo 2-3: transferência de calor a pressão constante e expansão a pressão constante.

Processo 3-4: expansão isentrópica ( retorno ao pmi).

Processo 4-1: rejeição de calor a volume constante.

Calor adicionado

Calor Rejeitado

Trabalho

ou

Eficiência Térmica

Processo Isentrópico

gás ideal Razão de corte

como

logo

Efeitos da taxa de compressão

K = 1,4

Processo 1-2: compressão isentrópica do pmi ao pms.

Processo 2-3: transferência de calor a volume constante.

Processo 3-4: transferência de calor a pressão constante e expansão a pressão constante.

Processo 4-5: expansão isentrópica (retorno ao pmi).

Processo 5-1: rejeição de calor a volume constante.

Trabalho

Calor adicionado Calor rejeitado

Eficiência Térmica

Turbina a Gás Aberta

Turbina a Gás Fechada

Processo 1-2: compressão isentrópica.

Processo 2-3: transferência de calor a pressão constante.

Processo 3-4: expansão isentrópica.

Processo 4-1: rejeição de calor a pressão constante.

Trabalho da Turbina

Trabalho do Compressor

Calor adicionado

Calor rejeitado

Eficiência Térmica

Back Work Ratio

Análise de Ar Padrão Ideal

Efeito da Razão de Pressão no Compressor

como e

logo

Efeito da Razão de Pressão no Compressor

e

Irreversibilidades

Calor Adicionado

Eficiência Regenerativa

Processo 1-c: compressão isentrópica até 𝑝𝑖.

Processo c-d: resfriamento a pressão constante de 𝑇𝑐 𝑎 𝑇𝑑.

Processo 3-4: compressão isentrópica até o estado 2.

Eficiência Térmica

Relação de energia transferida do ciclo a gás ao

ciclo a vapor

Processo a-1: aumento da pressão que ocorre a medida que o ar desacelera ao passar pelo difusor (isentrópico).

Processo a-2: compressão isentrópica.

Processo 2-3: adição de calor a pressão constante.

Processo 3-4: expansão isentrópica na turbina.

Processo 4-5: expansão isentrópica no bocal, na qual o ar acelera e a pressão diminui