Enunciado

No compressor de uma turbina a gás simples entra ar a 100 kPa e 300 K e com uma vazão volumétrica de 5m³/s. A relação de pressão é igual a 10 e sua eficiência isentrópica é 85%. Na entrada da turbina, a pressão é 950 kPa e a temperatura vale 1400 K. A turbina tem uma eficiência isentrópica de 88% e uma pressão na saída de 100 kPa. Tomando como base uma análise de ar-padrão

  1. Desenvolva um balancete completo do aumento líquido de exergia do ar que passa pelo combustor da turbina a gás
  2. Elabore e calcule uma eficiência exergética para o ciclo da turbina a gás

Admita T 0 = 300   K ,   p 0 = 100   k P a .

Passo 1

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

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

A eficiência térmica do ciclo pode ser expressa como:

η = 1 - T y - T 1 T 3 - T x = 1 - T 1 ( T 2 : T 1 - 1 ) T 3 1 - T 4 : T 3

Considerando r = p 2 p 3 = p 3 / p 4 , a relação isentrópica se aplica:

T 2 T 1 = r k - 1 k ;         T 4 T 3 = r - k - 1 / k

Portanto:

η = 1 - T 1 T 3 r k - 1 k - 1 1 - r - k - 1 k

Finalmente, temos que:

η = 1 - T 1 T 3 r k - 1 k

Resposta

η = 1 - T 1 T 3 r k - 1 k

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