Um método proposto para geração de eletricidade a partir da irradiação solar é concentrar a irradiação no interior de uma cavidade que é colocada no interior de um grande recipiente de um sal com alto ponto de fusão. Se todas as perdas térmicas forem desprezadas, parte da irradiação solar que entra na cavidade é usada para fundir o sal, enquanto o restante é usado para alimentar um ciclo de Rankine. (O sal é fundido durante o dia e é ressolidificado a noite de modo a haver geração de energia nas 24 horas do dia.)

Considere condições nas quais a potência solar entrando na cavidade é de qsol = 7,5 MW e a taxa de acúmulo de energia no sal é de Ėacu = 3,45 MW. Para uma abertura na cavidade de diâmetro Ds = 1 m, determine a taxa de transferência de calor para o ciclo Rankine, qR. A temperatura do sal é mantida no seu ponto de fusão, Tsal = Tm = 1000°C. Despreze perdas térmicas por convecção e a irradiação da vizinhança

Passo 1

Vamos resolver essa questãozinha juntos, ok? Partiu!

Nosso enunciado pediu a taxa de transferência de calor para o ciclo Rankine… Vamos nessa então!

Podemos encontrar ela usando a equação:

q R = q s o l - E s t - q p e r d i d o

Ops! temos que encontrar esse calor que foi perdido antes de calcular o calor que o enunciado deseja, tranquilo?

Passo 2

Pra encontrar esse q p e r d i d o , vamos usar a seguinte equação:

q p e r d i d o = π   .   D s 2 4   .   σ   .   T s a l 4

q p e r d i d o = π   .   1 2 4   .   5,67   .   10 - 8   .   1000 + 273 4

q p e r d i d o = 117000   W

Passo 3

Agora sim podemos encontrar nosso calor de Rankine…

q R = 7500000 - 3450000 - 117000

q R = 3930000   W

ou

q R = 3,93   M W

Show de bola! Conseguimos!

Resposta

q R = 3,93   M W

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