Enunciado

Um ciclo Brayton simples ideal é modificado para incorporar compressão de múltiplos estágios com resfriamento intermediário, expansão de múltiplos estágios com reaquecimento e regeneração sem variar os limites de pressão do ciclo. Como resultado dessas modificações,

  1. O trabalho líquido produzido aumenta, diminui ou permanece o mesmo?
  2. A razão de consumo de trabalho aumenta, diminui ou permanece a mesma?
  3. A eficiência térmica aumenta, diminui ou permanece a mesma?
  4. O calor rejeitado aumenta, diminui ou permanece o mesmo?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Item “a”:

O uso de expansão em vários estágios com reaquecimento e regeneração e compressão com resfriamento intermediário, entre os limites de pressão, aumenta o trabalho da turbina e diminui o trabalho do compressor.

Sabendo que o trabalho líquido é dado por:

w l i q = w t - w c

Podemos inferir que o trabalho líquido aumenta.

Item “b”:

A razão de consumo de trabalho é dada por:

r c t = w c w t

Quando o trabalho da turbina aumenta e o trabalho do compressor diminui, portanto, a razão de consumo de trabalho diminui.

Item “c”:

A eficiência térmica do ciclo Brayton do enunciado, devido à regeneração, aumenta, uma vez que a porção dos gases de escape que é rejeitada para o ambiente é usada para pré-aquecer o ar que entra na câmara de combustão.

Item “d”:

Como o aquecimento aumenta a temperatura média na qual o calor é rejeitado e a regeneração usa uma parte dos gases de escape para pré-aquecer o ar que entra na câmara de combustão, podemos dizer que o calor rejeitado diminui.

Resposta

  1. Aumenta.
  2. Diminui.
  3. Aumenta.
  4. Diminui.
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Um regenerador ideal ( T 3=T 5 ) é adicionado a um ciclo Brayton simples ideal (veja a F i g .P 9 – 109 ). Ar entra no compressor do ciclo a 16p s i ae100° F ; a razão de pressão é igual a 11 , e a te
Reelabore o P r o b .9 – 109 , considerando agora que a eficiência isentrópica do compressor corresponde a 87 % e que a eficiência isentrópica da turbina é de 93 % .
Ar entra a 310Ke100k P a no compressor de um motor de turbina a gás com regeneração, onde é comprimido até 900k P ae650K . O regenerador tem uma efetividade de 80 % , e o ar entra na turbina a 1.400K
Repita o P r o b .9 – 118 para um regenerador com efetividade de 70 % .
Um motor de turbina a gás funciona segundo um ciclo Brayton ideal com regeneração, como mostrado na F i g .P 9 – 109 . O regenerador é então rearranjado para que as correntes de ar dos estados2e5 entr