Enunciado

Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 30

Considere as seguintes grandezas. Como elas variam quando um ciclo de Rankine simples ideal é modificado com o reaquecimento. Considere que o fluxo de massa permanece o mesmo.

Trabalho da bomba: (a) aumenta, (b) diminui (c) permanece o mesmo

Trabalho produzido pela turbina: (a) aumenta, (b) diminui (c) permanece o mesmo

Calor fornecido: (a) aumenta, (b) diminui (c) permanece o mesmo

Calor rejeitado: (a) aumenta, (b) diminui (c) permanece o mesmo

Eficiência do ciclo: (a) aumenta, (b) diminui (c) permanece o mesmo

Conteúdo de umidade na saída da turbina: (a) aumenta, (b) diminui (c) permanece o mesmo

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem?

Bem, com base nos estudos iniciais do ciclo Rankine, observamos que o aumento da pressão da caldeira aumenta a eficiência térmica do ciclo de Rankine, mas também aumenta o conteúdo de umidade do vapor até níveis inaceitáveis. Então, é natural que a seguinte pergunta seja feita: Como poderíamos tirar vantagem da elevada eficiência decorrente de uma alta pressão na caldeira sem enfrentar o problema da umidade excessiva nos últimos estágios da turbina? A melhor resposta é: Expandir o vapor da turbina em dois estágios, e reaquecê-lo entre eles. Em outras palavras, modificar o ciclo de Rankine ideal com um processo de reaquecimento. O reaquecimento é uma solução prática para o problema de umidade excessiva nas turbinas, e é normalmente utilizado nas usinas a vapor modernas.

Resposta

Assim, quando um ciclo de Rankine simples ideal é modificado com o reaquecimento, o trabalho da bomba permanece o mesmo, o teor de umidade diminui, e o restante (trabalho da turbina, calor fornecido, calor rejeitado e eficiência do ciclo) aumenta. Isso porque a inserção do reaquecimento em um ciclo Rankine ideal é justamente afim de aumentar a eficiência térmica do ciclo.

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