Aula 6 - Ciclo Motor

5/20/2018 Aula 6 - Ciclo Motor

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PME 2378 INTRODUO S CINCIAS TRMICAS - Alberto Hernandez Neto Direitos autorais reservados proibida a reproduo desse material sem a autorizao expressado autor

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PME 2378 INTRODUO

CINCIAS TRMICAS

ALBERTO HERNANDEZ NETO

SISTEMAS DE POTNCIA A VAPOR


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CICLO DECARNOT

Processosreversveis


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CICLO DE RANKINE IDEAL (processosreversveis)

Processo 12: expanso isoentrpica do fluido detrabalho na turbina do estado 1 (vapor saturado) at apresso no condensador

Processo 23: transferncia de calor do fluido de

trabalho em processo a presso constante nocondensador at o estado de lquido saturado

Processo 34: compresso isoentrpica do fluido de

trabalho na bomba na regio de lquido comprimidoProcesso 41: transferncia de calor do fluido detrabalho em processo a presso constante na caldeira


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CICLO DE RANKINE IDEAL


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CICLO DE RANKINE IDEAL - EXERCCIO

Em um ciclo de Rankine ideal com vapor de gua comofluido de trabalho, vapor saturado chega a entrada daturbina com uma presso 8 MPa e sai no condensador

com lquido saturado a 0,008 MPa. Sendo a potncialquida desenvolvida pelo ciclo de 100 MW, pede-se:

A eficincia trmica do ciclo;

A vazo mssica do vapor; A taxa de transferncia de calor na caldeira; A taxa de transferncia de calor no condensador; A vazo mssica de gua de arrefecimento,

sabendo-se que a temperatura de entrada da guade arrefecimento 15C e a de sada 35C


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Hipteses

Regime permanente

Variaes de energia cintica e potencialdesprezveis

Todos os processos so reversveis

Processos na turbina e na bomba: adiabticos Condensador: troca de calor apenas entre os fluxos

de vapor e gua de arrefecimento (processo

adiabtico)



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Volume de controle:turbina


Logo:

Estado 1: p1=8,0 MPa e vapor saturado h1=2758,0kJ/kg


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Estado 2: p2=0,008MPa


2 Lei: processoisoentrpico

p2=0,008 MPas2=s1=5,7432 kJ/kg.K

Regiodesaturaosl2=0,5926 kJ/kg.K

sv2=7,6361 kJ/kg.K

x2=0,6745

hl2= 173,88 kJ/kg

hv2= 2576,98 kJ/kg.K h2=1794,8 kJ/kg


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Volume de controle:bomba


Para processos reversveis na regio de lquidocomprimido:

Estado 3: p3=0,008 MPa e lquido saturadoh3=173,88kJ/kg


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Volume de controle:caldeira


Logo

:

Como

:


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Volume de controle: fluxo de vapor nocondensador



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Volume de controle:condensador


Aplicando a 1 Lei


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Estado a: gua lquida a T=15 Cha=62,99 kJ/kg

Estado b: gua lquida a T=35 Chb=146,68 kJ/kg


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Aumento da presso nacaldeira


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Reduo da presso nocondensador


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CICLO DE RANKINE REAL

Avalio dasirreversibilidades

Processoisoentrpic

o

Processoreal

Irreversibilidades


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Avalio das irreversibilidades -turbina

Eficincia isoentrpica da turbina


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Avalio das irreversibilidades -bomba

Eficincia isoentrpica da bomba


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CICLO DE RANKINE REAL - EXERCCIO

Reconsidere o exerccio anterior assumindo que aeficincia isoentrpica da bomba e da turbina igual a85%


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Aplicando a 1 Lei para acaldeira:


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Aplicando a 1 Lei para abomba:


Como h3=173,88 kJ/kg


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Logo:



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COMPARAO CICLO DE RANKINE IDEAL /REAL

CICLO DE RANKINE IDEAL CICLO DE RANKINE REAL

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