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Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 207

Em um ciclo Brayton ideal com regeneração, ar é comprimido de 80   k P a e 10 ° C para 400   k P a e 175 ° C , e então aquecido para 450 ° C no regenerador e depois ainda aquecido para 1.000 ° C antes de entrar na turbina. Sob condições do padrão a ar frio, a eficiência do regenerador é:

  1. 33 %
  2. 44 %
  3. 62 %
  4. 77 %
  5. 89 %

Passo 1

Bom, estamos trabalhando com um ciclo de Brayton com regeneração… Hum… Vamos começar avaliando os dados que nós temos, beleza?

P 1 = 80   k P a P 2 = 400   k P a

T 1 = 10 ° C   → 283   K T 2 = 175 ° C   → 448   K T 3 = 1000 ° C   → 1273   K

T r e g e n e r a d o r = 450 ° C   → 723   K

Com esses dados podemos encontrar o r p :

r p = P 2 P 1

r p = 400 80

r p = 5

E como estamos trabalhando com o ar c p = 1,005   k J / k g * K e k = 1,4 .

Show! Agora vamos analisar o que temos que fazer!

Passo 2

O enunciado nos pede a eficiência do regenerador. Então estamos procurando o nosso η , e podemos encontrá-lo fazendo o seguinte:

η = T 5 - T 2 T 4 - T 2

Bom, nós temos quase todo mundo aí, o nosso T r e g e n e r a d o r é a nossa temperatura T 5 … Só tá faltando aí o T 4 . então partiu encontrar ele!

T 4 = T 3 * 1 r p k - 1 k

T 4 = 1273 * 1 5 1,4 - 1 1,4

T 4 = 803,75   K

Show! Estamos quase lá!

Passo 3

Agora podemos encontrar a eficiência pois já temos tudo! Que beleza!

η = T 5 - T 2 T 4 - T 2

η = 723 - 448 803,75 - 448

η = 0,77

ou

η = 77 %

Aeee! Arrasamos!

Resposta

Letra D.

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