{"id":47887,"date":"2019-11-07T04:08:26","date_gmt":"2019-11-07T03:08:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-exemplo-de-ciclo-de-rankine-problema-com-solucao-definicao\/"},"modified":"2020-01-25T09:57:33","modified_gmt":"2020-01-25T08:57:33","slug":"o-que-e-exemplo-de-ciclo-de-rankine-problema-com-solucao-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-exemplo-de-ciclo-de-rankine-problema-com-solucao-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 exemplo de ciclo de Rankine – problema com solu\u00e7\u00e3o – defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
\n
Exemplo de Ciclo de Rankine – Problema com Solu\u00e7\u00e3o.\u00a0Vamos assumir o ciclo de Rankine.\u00a0Calcule principais analistas, como a qualidade do vapor, as diferen\u00e7as de entalpia e a efici\u00eancia t\u00e9rmica.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n
<\/div>\n
\n
\n
<\/div>\n

Exemplo de ciclo Rankine – problema com solu\u00e7\u00e3o<\/h2>\n

\"Ciclo<\/a>Vamos assumir o\u00a0ciclo Rankine<\/strong>\u00a0, que \u00e9 um dos\u00a0ciclos termodin\u00e2micos<\/strong>\u00a0mais comuns\u00a0em usinas termel\u00e9tricas.\u00a0Nesse caso, assuma um ciclo simples, sem reaquecimento e sem a turbina a vapor de condensa\u00e7\u00e3o funcionando com\u00a0vapor saturado<\/a>\u00a0\u00a0(vapor seco).\u00a0Nesse caso, a turbina opera em estado estacion\u00e1rio com condi\u00e7\u00f5es de entrada de 6 MPa, t = 275,6 \u00b0 C, x = 1 (ponto 3).\u00a0O vapor sai deste est\u00e1gio da turbina a uma press\u00e3o de 0,008 MPa, 41,5 \u00b0 C e x = ???\u00a0(ponto 4)<\/p>\n

Calcular:<\/p>\n

    \n
  1. a qualidade do vapor do vapor de sa\u00edda<\/li>\n
  2. a diferen\u00e7a de entalpia entre estes dois estados (3 \u2192 4), a qual corresponde ao trabalho realizado pelo vapor, W\u00a0t<\/sub>\u00a0.<\/li>\n
  3. a diferen\u00e7a de entalpia entre estes dois estados (1 \u2192 2), que corresponde ao trabalho feito por bombas, W\u00a0P<\/sub>\u00a0.<\/li>\n
  4. a diferen\u00e7a de entalpia entre esses dois estados (2 \u2192 3), que corresponde ao calor l\u00edquido adicionado no gerador de vapor<\/li>\n
  5. a efici\u00eancia termodin\u00e2mica deste ciclo e compare esse valor com a efici\u00eancia de Carnot<\/li>\n<\/ol>\n

    1)<\/p>\n

    Como n\u00e3o sabemos a qualidade exata do vapor de sa\u00edda, precisamos determinar esse par\u00e2metro.\u00a0O estado 4 \u00e9 fixado pela press\u00e3o\u00a0p\u00a04<\/sub>\u00a0= 0,008 MPa<\/strong>\u00a0e o fato de que a\u00a0entropia espec\u00edfica<\/a>\u00a0\u00e9 constante para a expans\u00e3o isentr\u00f3pica (s\u00a03<\/sub>\u00a0= s\u00a04<\/sub>\u00a0= 5,89\u00a0kJ \/ kgK para 6 MPa<\/em>\u00a0).\u00a0A entropia espec\u00edfica de \u00e1gua l\u00edquida saturada (x = 0) e vapor seco (x = 1) pode ser escolhida nas\u00a0tabelas de vapor<\/a>\u00a0.\u00a0No caso de vapor \u00famido, a entropia real pode ser calculada com a qualidade do vapor,\u00a0x,<\/em>\u00a0e as entropias espec\u00edficas de \u00e1gua l\u00edquida saturada e vapor seco:<\/p>\n

    s\u00a0<\/em>4<\/sub><\/em>\u00a0= s\u00a0<\/em>v<\/sub><\/em>\u00a0x + (1 – x) s\u00a0<\/em>l<\/sub><\/em><\/p>\n

    Onde<\/span><\/em><\/p>\n

    s\u00a0<\/span><\/em>4<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= entropia de vapor \u00famido (J \/ kg K) =<\/span><\/em>\u00a05,89\u00a0<\/span>kJ \/ kgK<\/span><\/em><\/p>\n

    s\u00a0<\/span><\/em>v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= entropia do vapor “seco” (J \/ kg K) = 8,227 kJ \/ kgK (para 0,008 MPa)<\/span><\/em><\/p>\n

    s\u00a0<\/span><\/em>l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= entropia de \u00e1gua l\u00edquida saturada (J \/ kg K) = 0,592 kJ \/ kgK (para 0,008 MPa)<\/span><\/em><\/p>\n

    A partir desta equa\u00e7\u00e3o, a qualidade do vapor \u00e9:<\/span><\/p>\n

    x\u00a0<\/span>4<\/span><\/sub>\u00a0= (\u00a0<\/span>s\u00a0<\/span><\/em>4<\/span><\/sub><\/em>\u00a0– s\u00a0<\/span><\/em>l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0) \/ (\u00a0<\/span>s\u00a0<\/span><\/em>v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0– s\u00a0<\/span><\/em>l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0) = (5,89 – 0,592) \/ (8,227 – 0,592) = 0,694 = 69,4%<\/span><\/p>\n

    2)<\/span><\/p>\n

    A entalpia para o estado 3 pode ser coletada diretamente das tabelas de vapor, enquanto a entalpia para o estado 4 deve ser calculada usando a qualidade do vapor:<\/span><\/p>\n

    h\u00a0<\/span><\/em>3, v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0=<\/span><\/em>\u00a02785 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

    h\u00a0<\/span><\/em>4, molhado<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/em>4, v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0x + (1 – x) h\u00a0<\/span><\/em>4, l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0\u00a0= 2576.\u00a00,694 + (1 – 0,694).\u00a0174 = 1787 + 53,2 = 1840 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

    Ent\u00e3o o trabalho realizado pelo vapor, W\u00a0<\/span>T,<\/span><\/sub>\u00a0\u00e9<\/span><\/p>\n

    W\u00a0<\/span><\/strong>T<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= \u0394h =\u00a0<\/span>945 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

    3)<\/span><\/strong><\/p>\n

    A entalpia para o estado 1 pode ser obtida diretamente das tabelas de vapor:<\/span><\/p>\n

    h\u00a0<\/span><\/em>1, l<\/span><\/sub><\/em>\u00a0=<\/span><\/em>\u00a0174 kJ \/ kg<\/span><\/p>\n

    O estado 2 \u00e9 fixado pela press\u00e3o p\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0= 6,0 MPa e pelo fato de a entropia espec\u00edfica ser constante para a compress\u00e3o isentr\u00f3pica (s\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub>\u00a0= s\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0= 0,592\u00a0<\/span>kJ \/ kgK para 0,008 MPa<\/span><\/em>\u00a0).\u00a0Para esta entropia s\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0=\u00a0<\/span>0,592\u00a0<\/span>kJ \/ kgK<\/span><\/em><\/strong>\u00a0ep\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0= 6,0 MPa, encontramos\u00a0<\/span>h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, sub-resfriado<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0em tabelas de vapor para \u00e1gua comprimida (usando interpola\u00e7\u00e3o entre dois estados).<\/span><\/p>\n

    h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, sub-resfriado<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0=<\/span><\/em><\/strong>\u00a0179,7 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

    Ent\u00e3o, o trabalho realizado pelas bombas, W\u00a0<\/span>P,<\/span><\/sub>\u00a0\u00e9<\/span><\/p>\n

    W\u00a0<\/span><\/strong>P<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= \u0394h =\u00a0<\/span>5,7 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

    4)<\/span><\/p>\n

    A diferen\u00e7a de entalpia entre (2 \u2192 3), que corresponde ao calor l\u00edquido adicionado no gerador de vapor, \u00e9 simplesmente:<\/span><\/p>\n

    Q\u00a0<\/span><\/em><\/strong>add<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/em>3, v<\/span><\/sub><\/em>\u00a0\u00a0– h\u00a0<\/span><\/em>2, sub-resfriado<\/span><\/sub><\/em>\u00a0= 2785 – 179,7 = \u00a0\u00a0<\/span>2605,3 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

    Observe que, n\u00e3o h\u00e1 regenera\u00e7\u00e3o de calor neste ciclo.\u00a0Por outro lado, a maior parte do calor adicionado \u00e9 para a entalpia da vaporiza\u00e7\u00e3o (isto \u00e9, para a mudan\u00e7a de fase).<\/span><\/p>\n

    5)<\/span><\/p>\n

    Nesse caso, geradores de vapor, turbinas a vapor, condensadores e bombas de \u00e1gua de alimenta\u00e7\u00e3o constituem um motor t\u00e9rmico, sujeito \u00e0s limita\u00e7\u00f5es de efici\u00eancia impostas pela\u00a0segunda lei da termodin\u00e2mica<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0No caso ideal (sem atrito, processos revers\u00edveis, design perfeito), este motor t\u00e9rmico teria uma\u00a0efici\u00eancia<\/a>\u00a0de\u00a0Carnot<\/a>\u00a0de<\/span><\/p>\n

    \u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>Carnot<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= 1 – T<\/span>\u00a0frio<\/span><\/sub>\u00a0\/ T<\/span>\u00a0quente<\/span><\/sub>\u00a0= 1 – 315\/549 =<\/span>\u00a042,6%<\/span><\/strong><\/p>\n

    onde a temperatura do reservat\u00f3rio quente \u00e9 de 275,6 \u00b0 C (548,7 K), a temperatura do reservat\u00f3rio frio \u00e9 de 41,5 \u00b0 C (314,7 K).<\/span><\/p>\n

    A efici\u00eancia termodin\u00e2mica deste ciclo pode ser calculada pela seguinte f\u00f3rmula:<\/span><\/p>\n

    \"Ciclo<\/a><\/p>\n

    assim<\/span>
    \n\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong>th<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= (945 – 5,7) \/ 2605,3 = 0,361 =\u00a0<\/span>36,1%<\/span><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

    ……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

    Este artigo \u00e9 baseado na tradu\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica do artigo original em ingl\u00eas. Para mais informa\u00e7\u00f5es, consulte o artigo em ingl\u00eas. Voc\u00ea pode nos ajudar. Se voc\u00ea deseja corrigir a tradu\u00e7\u00e3o, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formul\u00e1rio de tradu\u00e7\u00e3o on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradu\u00e7\u00e3o o mais r\u00e1pido poss\u00edvel. Obrigado.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Exemplo de Ciclo de Rankine – Problema com Solu\u00e7\u00e3o.\u00a0Vamos assumir o ciclo de Rankine.\u00a0Calcule principais analistas, como a qualidade do vapor, as diferen\u00e7as de entalpia e a efici\u00eancia t\u00e9rmica.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica Exemplo de ciclo Rankine – problema com solu\u00e7\u00e3o Vamos assumir o\u00a0ciclo Rankine\u00a0, que \u00e9 um dos\u00a0ciclos termodin\u00e2micos\u00a0mais comuns\u00a0em usinas termel\u00e9tricas.\u00a0Nesse caso, assuma um ciclo simples, … Ler mais<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[14],"tags":[],"yoast_head":"\nO que \u00e9 exemplo de ciclo de Rankine - problema com solu\u00e7\u00e3o - defini\u00e7\u00e3o<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Exemplo de Ciclo de Rankine - Problema com Solu\u00e7\u00e3o. Vamos assumir o ciclo de Rankine. 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