Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 62
O gás que passa pela turbina de um ciclo Brayton simples ideal tem uma composição volumétrica correspondente a de nitrogênio, de oxigênio, de dióxido de carbono e de água. Calcule a eficiência térmica do ciclo, considerando que o ar entra no compressor a e . Considere também que a razão de pressão é 6 e a entrada da turbina está a . Modele os processos de fornecimento de calor e de rejeição de calor usando as propriedades do gás constante que são as propriedades médias do ar e do gás da turbina.
Passo 1
Fala aí galera do Responde aí, partiu mais uma questão de Termo.
Primeiramente, sabemos que a massa de cada elemento será:
Portanto, a massa total será:
Logo, as frações mássicas são:
O calor específico de pressão constante da mistura é determinado a partir de:
Agora, podemos determinar o peso específico aparente e a constante da mistura gasosa:
Passo 2
Agora, vamos determinar o calor específico a um volume constante:
A relação de calor específica é:
A média das propriedades do ar à temperatura ambiente e as propriedades dos gases de combustão são:
Essas propriedades médias serão usadas para processos de adição e rejeição de calor. Para compressão, as propriedades do ar na sala temperatura e durante a expansão, serão utilizadas as propriedades da mistura. Durante o processo de compactação, temos que:
Durante a adição de calor:
Durante a expansão:
Durante a rejeição de calor:
A eficiência térmica do ciclo é então: