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Enunciado

Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 74

Um regenerador ideal é incorporado ao ciclo padrão a ar Brayton ideal descrito no Prob. 11.68. Calcule o rendimento térmico do ciclo que apresenta esta modificação

Passo 1

Olá pessoal, tudo certo com vocês? Espero que sim 😊. Vamos entender melhor essa questão?

Ela é bastante simples, basicamente é aplicação de fórmulas, nos próximos passos vocês podem relembrar dessas fórmulas. Mas vale atentar a essas informações:

Taxa de compressão:

P 2 P 1 = 12

Temperatura máximo:

T 3 = 1100 ° C

E

m ˙ = 10   k g / s

Passo 2

Note que a compressão é reversível e adiabática, assim

T 2 = T 1 P 2 P 1 k - 1 k

T 2 = 293,2 12 0,286 = 596,8   K

Logo a equação de energia pelo trabalho do compressor é dada por:

w C = h 2 - h 1 = C P O T 2 - T 1

w C = 1,004 596,8 - 293,2 = 304,8   k J / k g

Passo 3

Seguindo a mesma lógica de anteriormente, como a expansão é reversível e adiabática, vamos ter:

T 4 = T 3 P 4 P 3 k - 1 k

T 4 = 1373,2 1 12 0,286 = 674,7   K

Estamos quase finalizando pessoal! Vamos lá! Agora vamos ter que calcular pela equação da energia como do trabalho da turbina, logo

w T = C P O T 3 - T 4

w T = 1,004 ( 1373,2 - 674,7 ) = 701,3   k J / k g

Passo 4

Para um regenerador ideal, vamos ter:

T X = T 4 = 674,7   K

Logo,

q H = h 3 - h X

q H = 1,004 ( 1373,2 - 674,7 ) = 701,3   k J / k g

Assim o rendimento pode ser calculado como:

η t e r m = w l i q q H = 701,3 - 304,8 701,3 = 0,565

Passo 5

Pronto! Finalizamos a questão 😊. Nos vemos na próxima questão. OK? Até mais.

Resposta

η t e r m = 0,565

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