Slide - Ciclo de Potência - Ciclo de Rankine - Termodinâmica - 2023-2

Ciclo Rankine simples e ideal OBRIGADA CUIDEM-SE!!!! Já que o ciclo de Carnot é o que leva ao maior rendimento, pois elimina as irreversibilidades, por que não é utilizado na prática?? ??? Duas razões principais: •Mistura L-V: Etapa 2-3 ( Turbina - realização de W) Etapa 4-1 (Bombeamento do fluido que sai do condensador) FONTE: Smith et al (2007) Umidade vs qualidade! FONTE: Moran et al (2005) Ciclo de Potência Ciclo de Rankine ideal Dispositivos 1ª Lei Processo Caldeira 𝑞𝑐𝑎𝑙𝑑𝑒𝑖𝑟𝑎,𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎 = ℎ2 − ℎ1 isobárico Turbina 𝑤𝑡𝑢𝑟𝑏𝑖𝑛𝑎,𝑠𝑎𝑖 = −(ℎ3 − ℎ2) isentrópico Condensador 𝑞𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒𝑛𝑠𝑎𝑑𝑜𝑟,𝑠𝑎𝑖 = ℎ4 − ℎ3 isobárico Bomba 𝑤𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎, 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎 = −(ℎ1 − ℎ4) 𝑤𝑏𝑜𝑚𝑏𝑎, 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎 = −𝑣(𝑃1 − 𝑃4) isentrópica Ciclo de Rankine real 2 4 3S 3 1 1S Turbina pode não ser adiabática Ciclo de Rankine – Como melhorar o desempenho? Exercício 1) Considere uma usina de potência a vapor de água que opera segundo o ciclo de Rankine simples e ideal. O vapor entra na turbina a 3 MPa e 350 °C e é condensado no condensador a uma pressão de 75 kPa. Determine a eficiência térmica do ciclo. 2) Uma usina de potência a vapor de água que opera segundo o ciclo mostrado na Figura abaixo. Se a eficiência isentrópica da turbina é de 87% e a eficiência isentrópica da bomba é 85%, determine (a) a eficiência térmica do ciclo e (b) a potência líquida da usina para um fluxo de massa de 15 kg/s. Ciclo de Rankine com reaquecimento Fonte: Çengel & Boles. 7ª ed. Exercício 2) Considere uma usina a vapor que opera segundo o ciclo de Rankine ideal com reaquecimento. O vapor entra na turbina de alta pressão a 15 MPa e 600 °C e é condensado no condensador a uma pressão de 10 kPa. Se o conteúdo de umidade do vapor na saída da turbina de baixa pressão não deve exceder 10,4%, determine (a) a pressão na qual o vapor deve ser reaquecido. (b) a eficiência térmica do ciclo. Considere que o vapor é reaquecido até a mesma temperatura de entrada da turbina a alta pressão.