Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 26
Um suprimento de água quente geotérmica é utilizado como fonte energética num ciclo de Rankine ideal. O fluido de trabalho no ciclo é o R-134a e, na seção de saída do gerador de vapor, o fluido está no estado de vapor saturado a . Sabendo que a temperatura no condensador é , calcule o rendimento térmico deste ciclo.
Passo 1
E aí, preparado pra resolver essa questão comigo?
Bora lá!
O problema nos pede o rendimento térmico deste ciclo, e para isso devemos analisar cada componente dele separadamente.
Começamos pela bomba.
Aqui temos um processo adiabático e reversível, assim, aplicando a equação de energia:
Como trabalhamos com um fluido incompressível facilmente calculamos o trabalho:
Pela Tabela B.5.1, obtemos algumas propriedades do R-134a para as temperaturas de e , respectivamente:
Substituindo na equação:
Assim, conseguimos calcular também :
Passo 2
Seguindo para a caldeira.
Aqui, temos apenas a transferência de calor sem trabalho, então:
Como podemos obter pela Tabela B.5.1 a , conseguimos calcular o calor transferido:
Substituindo na equação:
Passo 3
Indo para a turbina.
Aqui temos novamente um processo isentrópico, então:
Desse modo, conseguimos calcular o seu título:
Com isso, podemos agora calcular :
Aplicando a equação de energia:
Passo 4
Por fim, vamos calcular o que se pede, que é o rendimento deste ciclo:
Eu não disse que seria fácil?
Até a próxima questão!