Enunciado
Termodinâmica - Moran e Shapiro - Princípios de Termodinâmica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 39
Um ciclo de potência operando em regime permanente recebe energia por transferência de calor a partir da combustão de um combustível a uma temperatura média de 1000 K. Por questões ambientais, o ciclo descarrega energia por transferência de calor para a atmosfera a 300 K a uma taxa que não seja superior a 60 MW. Com base no custo do combustível, o custo para fornecer a transferência de calor é $4,50 por GJ. A potência desenvolvida pelo ciclo é estimada em $0,10 por kW · h. Para 8000 horas de operação anual, determine para qualquer ciclo como esse, em $ por ano, (a) o valor máximo da potência gerada e (b) o custo mínimo do combustível.
Passo 1
Saalve, tranquilo?
Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!
Passo 2
Calculando a eficiência térmica do ciclo de potência com a seguinte equação
Aqui, é a temperatura no reservatório frio e é a temperatura no reservatório quente, substituindo temos que
Passo 3
Calculando a eficiência máxima do ciclo de potência usando a seguinte equação
Passo 4
a) Calculando o valor máximo de potência gerada
Passo 5
b) O custo de combustível é nada menos que o custo de calor fornecido.
Calculando o calor fornecido para o ciclo
Calculando o mínimo de custo de combustível
Resposta
a)
b)