Considere um ciclo padrão a a ar Brayton ideal onde a pressão e a temperatura do ae que entra no compressor são, respectivamente, iguais a 100 KPa e 20°C e a relação de pressão do compressor é de 12 para 1. A temperatura máxima desse ciclo é de 1100°C e a vazão d ar é igual a 10kg/s. Admitindo calor específico constante para o ar igual a e . Determine:
a) A eficiência deste ciclo.
b) O trabalho no compressor.
c) O trabalho gerado pela turbina.
Passo 1
Vamos anotar os dados fornecidos pelo problema:
- Para o compressor temos ; ;
- Temperatura máxima do ciclo
Passo 2
Se o problema pediu a eficiência, e deu a relação de pressão no compressor então é só substituir na equação:
Passo 3
A potência pode ser calculada como
Então basta saber as temperaturas de entra e saída do compressor para achar a potência. Como já sabemos a temperatura de entrada e temos, também, a relação de compressão podemos utilizar a relação de isentrópicas para achar a temperatura de saída e calcular a potência.
Substituindo na equação da potência
Passo 4
Agora para acharmos a temperatura da turbina utilizaremos o fato das relações entre temperaturas serem iguais:
Substituindo na equação da potência