Enunciado

No compressor de um ciclo ideal de ar-padrão frio Brayton entra ar a 100 kPa, 300 K e com uma vazão mássica de 6 kg/s. A relação de pressão no compressor é 10 e a temperatura na entrada na turbina é 1400 K. Tanto a turbina como o compressor têm eficiência isentrópica de 80%. Para k=1,4, calcule

  1. A eficiência térmica do ciclo
  2. A razão de trabalho reverso
  3. A potência líquida desenvolvida
  4. As tacas de destruição de exergia do compressor e da turbina

Passo 1

Fala pessoaaal! Como vocês estão? Bora pra mais uma questãozinha massa!

Pra começar, vamos assumir que o calor é uma constante específica.

O aumento no fluxo de exergia do ar é obtido na destruição de exergia do gás da turbina.

m e f 3 - e f 2 = m h 3 - h 2 - T 0 s 3 - s 2

Podemos dar valor a massa como:

m = A V 1 P 1 R T 1 = 5 ( 100 ) ( 8,314 : 28,97 ) 300 10 3 1 10 3 = 5,807   k g / s

Logo:

m e f 3 - e f 2 = 3524   k W

Das destruições de exergia, temos que:

E d = T 0 σ

E d c o m p = T 0 m   s 2 - s 1 = 143,8   k W

E d t u r b = T 0 m s 4 - s 3 = 173,6   k W

Da potência do ciclo, nós temos que:

W c i c l o = m h 3 - h 4 - h 2 - h 1 = 1641,5   k W

Finalmente temos para a perda, o seguinte:

m e f 4 - e f 1 = m h 4 - h 1 - T 0 s 4 - s 1 = 1564,8   k W

Resposta

m = 5,807   k g / s

m e f 3 - e f 2 = 3524   k W

E d c o m p = 143,8   k W

E d t u r b = 173,6   k W

W c i c l o = 1641,5   k W

m e f 4 - e f 1 = 1564,8   k W

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