Enunciado
Termodinâmica - Sonntag, R.E. e Borgnakke, C. -Fundamentos da Termodinâmica- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 34
Considere um ciclo padrão de ar Brayton ideal, no qual o ar que entra no compressor está a e , e a razão de pressão através do compressor é de . A temperatura máxima no ciclo é de , e a vazão de ar é de . Considere calor específico para o ar (da Tabela A.5). Determine o trabalho no compressor, o trabalho da turbina e o rendimento térmico do ciclo.
Passo 1
Fala, galera! Vamos resolver essa questão.
Galera, vamos começar analisando os dados que o problema nos deu:
- Para o compressor, temos , ,
.
- A temperatura máxima do ciclo é
-
-
-
Passo 2
Se o problema pediu o rendimento térmico e deu a relação de pressão no compressor, então é só substituir na fórmula:
Passo 3
Nós podemos calcular o trabalho do compressor usando a equação:
Então, vamos precisar das temperaturas de entrada e saída no compressor. Nós já temos a temperatura de entrada e a relação de compressão, então podemos usar podemos usar a relação isentrópica para achar a temperatura de saída:
Substituindo os valores:
Substituindo esse resultado na equação do trabalho, temos:
Passo 4
Agora para acharmos a temperatura da turbina, utilizaremos o fato das relações de temperatura serem iguais:
Substituindo na equação da taxa de trabalho para a turbina:
E concluímos o exercício! 😉