Ar entra no compressor, de um ciclo-padrão a ar Brayton (fechado), a 0,1 MPa e 15°C. A pressão na saída do compressor é de 1,0 MPa e a temperatura máxima no ciclo é 1100°C. Determine a pressão e atemperatura em cada ponto do ciclo, o trabalho no compressor, na turbina e o rendimento do ciclo. Dado:
Passo 1
É sempre bom começar o exercício pelo estado o qual temos mais informações, nesse caso seria o ponto 1 (entrada no compressor) pois sabemos a pressão e a temperatura.
Sempre iremos utilizar a primeira e segunda lei que fornecem, respectivamente as equações:
É necessário, também, lembrar da relação entre temperatura e pressão para isentrópicas:
Passo 2
Com isso podemos achar a temperatura do estado 2, lembrando que
E fica fácil achar o trabalho no compressor:
Passo 3
Agora vamos fazer a mesma coisa para a turbina:
E seguindo o mesmo raciocínio
Passo 4
Agora falta apenas calcular o
Pela primeira lei temos que
Passo 5
Substituir na equação da eficiência
Podemos verificar o resultado utilizando a fórmula