8/16/2019 Máquinas Térmicas - Questionário P1 - 01

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Conceitualmente, o que diferencia uma máquina térmica de um aparelho térmico?

Maquina térmica: converte energia térmica em energia mecânica e vice-versa;

Aparelho térmico: converte energia térmica em uma outra forma de energia qualquer.

Conceitualmente, qual a diferença entre uma maáuina térmica geradora e uma maquina térmica motora? Cite

um exemplo de cada.

Máquina térmica geradora: entra energia mecânica e sai energia térmica. Ex: Compressor

Máquina térmica motora: entra energia térmica e sai energia mecânica. Ex: Turbina

Cite os equipamentos presentes no Ciclo Rankine e os classifique em máquina térmica (geradora ou

motora) ou aparelho térmico.

Caldeira – Aparelho térmico.

Turbina – Máquina térmica e de fluxo, motora. Condensador – Aparelho térmico.

Bomba – Máquina de fluxo, geradora. Desareador – Aparelho térmico.

Compressor – Máquina de fluxo e térmica, geradora.

Com base na eficiência térmica definida por Carnot, cite duas maneiras de aumentar a eficiência térmica

com adição de componentes (processos) e duas sem adição de componentes (processos) num ciclo a

vapor.

Sem adição de componente (processo) – aumentar pressão e aumentar a temperatura média termodinâmica de

adição de calor do ciclo;

Com adição de componente (processo) – através de um reaquecimento, de aquecimento regenerativo e

diminuição da temperatura média termodinâmica de rejeição de calor através da instalação de ejetores nocondensador.

Qual é a função dos ejetores no sistema de condensação de uma central termoelétrica a vapor?

Fazer vácuo no condensador.

Cite e classifique os tipos de caldeiras e fale suas aplicações.

Flamotubulares - Os gases escoam pelo interior dos tubos e o fluido de trabalho (água e/ou vapor ) escoa pelo

exterior dos tubos. Aplicação: Área industrial. Tem menor custo, aumento instantâneo de temperatura, fácil

operação, partida lenta, dificuldade de adaptação de superaquecedor, economizador e pré-aquecedor e ocupa

muito espaço.

Aquatubulares – A água escoa por dentro dos tubos e os gases por fora. Aplicação: Usina termoelétrica. Não há

limite de pressão e capacidade, flexibilidade de operação, necessidade de pessoal mais qualificado e tem alto

custo.

Em uma caldeira, o fluido de trabalho ( água e/ou vapor ) pode escoar pelo interior dos tubos de quatro de

seus componentes. Quais são?

Economizador, Evaporador, Superaquecedor, Reaquecedor.

Cite os 5 causadores e/ou tipos de perda de calor na caldeira de uma termoelétrica a carvão.

Cinzas, combustão mecânica incompleta, combustão química incompleta,troca com o meio e gases de

exaustão.

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Defina poder calorífico e explique a diferença PCI e PCS.

O Poder Calorífico de um combustível é a quantidade de energia que é liberada durante a combustão

completa da unidade de massa (1kg) ou unidade de volume (1Nm3) do combustível, em kJ/kg (kcal/kg) ou

kJ/Nm3 (kcal/Nm3).

Quando se considera o calor latente de vaporização do vapor de água gerado pela combustão do combustível,

refere-se ao poder calorífico superior (PCS) e quando não se considera este calor latente está se referindo aopoder calorífico inferior (PCI).

Classifique os tipos de combustível quanto a eficiência energética e justifique.

Gás natural > Diesel > Carvão

Combustível sólido (carvão): gera cinzas, tem enxofre. Os gases saem a alta temperatura para o enxofre sair

como gás.

Combustível líquido (diesel): poucas cinzas e pouco enxofre.

Combustível gasoso (gás natural): Sem cinza e sem enxofre. Gases saem a baixa temperatura.

Classifique e explique os tipos de turbina.

Ação – A energia potencial cai na paleta fixa e se transforma em energia cinética;

Reação – A energia potencial cai parte nas paletas fixas e parte nas móveis;

Contrapressão – pressão na saída maior ou igual a pressão atmosférica;

Condensação – pressão na saída menor que a pressão atmosférica.

Por que se usa um aquecedor (desaerador) no Ciclo Rankine?

Pré-aquecer, para aumentar a temperatura média termodinâmica de adição de calor, e desaerar, para retirar o ardo vapor a fim de evitar cavitação na bomba.

Para que e por que é preciso um aquecedor (desaerador) numa central termoelétrica a vapor?

Para retirar o ar do vapor antes de mandá-lo para a bomba.

Por que se utilizar torre de resfriamento? Vantagens e desvantagens.

Vantagem: solução caso exista restrição ambiental para para implantação de uma termoelétrica.

Desvantagens: altos gastos com água de reposição e equipamentos, menor eficiência (temperatura media

termodinâmica de rejeição de calor maior).

Qual a diferença entre um condensador resfriado a ar e um condensador resfriado a água?

Condensador resfriado a ar: Possui maior poder calorífico, restrição de temperature e requer uma maior

diferença de temperatura entre o refrigerante e o ar externo.

Condensador resfriado a água: Não tem restrição de temperature e é mais eficiente.

Quais os dois parâmetros da água de resfriamento do condensador que podem impedir que a água de um rio

seja usada diretamente para o resfriamento do condensador devido a restrições ambientais.

Vazão elevada de água e temperatura.

Cite os fenômenos que fazem com que seja necessária a reposição de água na torre de resfriamento.

Purga, evaporação e arraste.

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Quais os dois mecanismos de transferência de calor e massa que levam ao resfriamento da água da torre de

resfriamento?

Evaporação e convecção.

Quais parâmetros do ar atmosférico limitam a temperatura de resfriamento da água que sai da torre de

resfriamento?

Umidade, pressão e temperatura.

O condensador resfriado a ar é recomendado para países quentes ou frios? Por que?

Países frios, pois a água poderia congelar e, apesar do ar tem baixo calor específico, existe em grande

disponibilidade.