Trabalho em Grupo 2 - Termodinâmica 2021 2

Universidade de São Paulo. Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos. Departamento de Engenharia de Alimentos (ZEA) Curso: Engenharia de Alimentos Disciplina: Termodinâmica (ZEA0466). Turma EAN Docente: Izabel C F Moraes Data: 25 de novembro de 2021. EN4 - Grupo: _____________________________________ Nº USP: _____________ _____________________________________ Nº USP: _____________ _____________________________________ Nº USP: _____________ _____________________________________ Nº USP: _____________ Ciclo de Rankine regenarativo ideal – Ciclo de Potência Com o objetivo de melhorar o desempenho do ciclo de Rankine, uma alternativa, é aumentar a temperatura da água que sai da bomba (chamada de água de alimentação), antes que ela entre na caldeira. Uma possibilidade seria transferir calor do vapor que está se expandindo na turbina para a água de alimentação em um trocador de calor. Essa operação de aproveitamento da energia do vapor que expandiu na caldeira para aquecer a água de alimentação é chamada de re generação. O trocador de calor pode ser aberto, denominado de aquecedor de água de alimentação aberto (AAA), ou fechado, o vapor e a água de alimentação escoam em contra- corrente. Uma fração do vapor expandido na turbina é usado no trocador de calor, que irá operar em uma pressão intermediária, entre a pressão da caldeira e a pressão do condensador. O restante do vapor continua se expandindo na caldeira de forma isentrópica até a pressão do condensador. Observe o ciclo na Figura 1 e localize os pontos no diagrama (T - s) para um um ciclo Rankine regenerativo ideal. Para o ciclo da Figura 1 foi usado um aquecedor de água de alimentação aberto ((AAA) ou regenerador). No AAA temos contato direto vapor/água de alimentação e seu funcionamento é basicamente a de uma câmara de mistura com revestimento de material isolante para não trocar calor com a vizinhança. A água sai do AAA como líquido saturado na pressão mesma pressão do AAA. Universidade de São Paulo. Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos. Departamento de Engenharia de Alimentos (ZEA) Curso: Engenharia de Alimentos Questão: Uma usina a vapor d´água opera em um ciclo de Rankine regenerativo ideal com reaquecimento e regeneração de água de alimentação aberto. O vapor entra na turbina a 6 MPa e 450 °C e é condensado no condensador a 20 kPa. Parte do vapor é extraído da turbina a 0,4 MPa para aquecer a água de alimentação em um aquecedor de água de alimentação aberto (AAA). A água deixa o aquecedor de água de alimentação como líquido sturado. (a) O trabalho líquido por quilograma de vapor que escoa na caldeira e (b) a eficiência térmica do ciclo. DICAS para resolução: (i) Preencher as tabelas abaixo Pontos P (kPa) T (°C) X (título) S (kJ/(kg.K)) H (kJ/kg) V (m3/kg) 1 2 3 4 5 6 7 Equipamentos Hipóteses Equação do BE já Equação para o Universidade de São Paulo. Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos. Departamento de Engenharia de Alimentos (ZEA) Curso: Engenharia de Alimentos simplificada balanço de massa (ii) Use o balanço de massa no AAA para determinar a fração mássica de vapor que é retirada para o tanque de alimentação