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.