ENGENHARIA DE ALIMENTOS/ENGENHARIA QUMICA TERMODINMICA APLICADA Cristina Fantini Miranda EXERCCIOS Ciclos de Rankine/ com reaquecimento e regenerativo

1) Um suprimento de gua quente geotrmica utilizado como fonte energtica num ciclo de Rankine ideal. O fluido de trabalho no ciclo o R-134a e, na seo de sada

do gerador de vapor, o fluido esta no estado de vapor saturado a 85C. Sabendo

que a temperatura no condensador 40C, calcule o rendimento trmico deste

ciclo.

2) Considere uma usina de potncia a vapor de gua que opera segundo o ciclo de Rankine ideal. O vapor entra na turbina a 3 MPa e 350 C e condensado no

condensador presso de 75 kPa. Determine a eficincia trmica deste ciclo

3) A figura abaixo mostra um ciclo de potncia Rankine que utiliza amnia como fluido de trabalho e que foi projetado para operar movido pela diferena de temperaturas

existente na gua dos oceanos. Admitindo que a temperatura superficial da gua

seja igual a 25C, que a temperatura numa certa profundidade seja 5C e que a

vazo de amnia no ciclo seja 1000 kg/s, determine:

a) A potncia desenvolvida na turbina e consumida na bomba. b) A vazo mssica de gua atravs de cada trocador de calor. c) O rendimento trmico deste ciclo.

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4) Considere um ciclo de Rankine ideal com reaquecimento, em que o vapor dgua entra na turbina de alta presso a 3,0 MPa e 400C e expande at 0,8 MPa. O vapor

ento reaquecido at 400C e expande at 10 kPa na turbina de baixa presso.

Calcule o rendimento trmico do ciclo e o ttulo do vapor na seo de descarga da

turbina de baixa presso.

5) Uma central de potncia a vapor apresenta presso mxima de 20 MPa, mnima de 10 kPa e conta com um aquecedor de gua de alimentao do tipo mistura que

opera a 1 MPa. A temperatura mxima da gua no ciclo 800C e a potncia total

gerada na turbina 5 MW. Nestas condies determine a frao de vapor extrado

na turbina e a taxa de transferncia de calor no condensador.

6) Um aquecedor de gua de alimentao, do tipo superfcie, utilizado num ciclo de potncia regenerativo para aquecer 20 kg/s de gua a 100C e 20 MPa at 250C e

20 MPa. Sabendo que o vapor extrado da turbina entra no aquecedor a 4 MPa e

275C e o deixa como lquido saturado, calcule a vazo necessria de vapor extrado

da turbina.

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