Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 142
Um central de potência a, do tipo Rankine, é utilizda para gerar eletricidade e é alimentada pelos gases de exautão de um motor Diesel, ou seja, os gases de exautão do motor são utilizadados como fonte quente na caldeira do ciclo Rankine. A temperatura e a pressão do ar na alimentação do motor Diesel são iguais a e , a relação de compressão do motor é e a temperatura máxima deste ciclo é . Vapor saturado de deixa a caldeira, do ciclo Rankine, a e a temperatura do condesador é igual a . Sabendo que a potência do motor Diesel é e admitindo que os ciclos seja ideias, determine:
- A vazão em massa necessária no ciclo Diesel.
- A potência gerada no ciclo Rankine, admitindo que a temperatura dos gases, na seção de saída do trocador de calor (caldeira de ), é igual a
Passo 1
Olá pessoal, tudo certo com vocês? Espero que sim 😊. Vamos entender melhor essa questão?
Ela é bastante simples, basicamente é aplicação de fórmulas, nos próximos passos vocês podem relembrar dessas fórmulas. Mas antes atente-se para as imagens abaixo
Também, temos algumas informações importantes. Como, as informações sobre o ciclo do diesel:
Estado de entrada:
Taxa de compressão:
Temperatura máxima:
Potência de saída:
Como também, as informações do ciclo Rankine:
Estado de saída da caldeira:
Temperatura do condensador:
Passo 2
Certo! Vamos por item, logo, considere o ciclo do Diesel, temos
Portanto,
Pelas equações anteriores, note que podemos descobrir quem é e , de modo que
Com isso, podemos descobrir , logo
Portanto, a temperatura é dada por
Assim, vamos ter o resultado líquido, que pode ser determinado como
Portanto
Passo 3
Já para o item b). Vamos considerar o ciclo Rankine, assim
Como também
Conectando os dois ciclos, vamos obter disponível a partir de exaustor Diesel resfriado a 200°C:
Portanto
Note que, o processo de troca de calor entre os ciclos de reboque não é realista. O escape deve ser expandido para a partir do estado e depois fluir a constante através de um trocador de calor.
Passo 4
Pronto! Finalizamos a questão 😊. Nos vemos na próxima questão. OK? Até mais.