2 º Semestre 2017/2018 (MAero, MeMec, MeAmbi, Nav) 2º Teste, 25 de Maio de 2018, Duração: 2h

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1 ermodinâmica I 2 º Semetre 2017/2018 (MAero, MeMec, MeAmbi, Nav) 2º ete, 25 de Maio de 2018, Duração: 2 Nome: Nº Sala roblema 1 (5v= ) No oceano a temperatura da água diminui com a profundidade. retende-e uar eta variação de temperatura para contruir um ciclo de Rankine ideal com uma potência de 1 MW em que à entrada da turbina o vapor etá aturado a 28 C e à aída do condenador temo liquido aturado a 10 C. É neceário ecoler o fluido circulante do ciclo entre água ou amónia. a) reenca a tabela para o cao da água como fluido circulante: 1 Entrada da turbina 2 Saída da turbina 3 Entrada da bomba 4 Saída da bomba b) Qual o trabalo epecifico da turbina? c) Qual o trabalo epecifico da bomba? d) Qual o rendimento do ciclo? e) Qual o caudal volumétrico do vapor de água à entrada da turbina (m 3 /)? v= f) Qual o rendimento de um ciclo de Carnot, uando água como fluido circulante, a funcionar entre a mema temperatura (28 C e 10 C)?

2 g) reenca a tabela para o cao da amónia como fluido circulante: 1 Entrada da turbina 2 Saída da turbina 3 Entrada da bomba 4 Saída da bomba ) Qual o trabalo epecifico da turbina? i) Qual o trabalo epecifico da bomba? j) Qual o rendimento do ciclo? k) Qual o caudal volumétrico do vapor de amónia à entrada da turbina (m 3 /)? v= l) Qual o rendimento de um ciclo de Carnot, uando amónia como fluido circulante, a funcionar entre a mema temperatura (28 C e 10 C)? m) Qual do fluido circulante ecolia para o ciclo? Jutifique a repota. n) ara melorar o rendimento do ciclo foi propoto alterar a temperatura de uma da fonte, mantendo a outra contante. Coniderando que a variação da temperatura, em módulo, é igual no doi cao eguinte, diga qual é a melor olução (jutifique): a. Diminuir a temperatura da fonte fria mantendo a temperatura da fonte quente b. Aumentar a temperatura da fonte quente mantendo a temperatura da fonte fria.

3 ermodinâmica I 2 º Semetre 2017/2018 (MAero, MeMec, MeAmbi, Nav) 2º ete, 25 de Maio de 2018, Duração: 2 Nome: Nº Sala roblema 2 (5v=2+1+2) A Figura repreenta um êmbolo que apira ar da vizinança ( o, o ), atravé do movimento do êmbolo, e que pode trocar calor pela parede. Sabendo que no etado inicial V i =0 (volume inicial) e que no etado final f = o (apó o equilíbrio) com uma temperatura final f (K) e maa final M f (kg), reponda à eguinte quetõe: a) Deduza uma expreão para o trabalo realizado entre o etado final e inicial aumindo que a evolução é adiabática. b) Se a temperatura final for f =(C p /C v ) o numa evolução não adiabática o que pode concluir obre o entido da troca de calor e trabalo do itema ao longo da evolução? Jutifique c) Se a evolução for adiabática diga em que intervalo é que f pode variar, jutificando a repota. Nota: Depreze variaçõe de energia cinética e potencial. Conidere o ar atmoférico como gá perfeito com C p e C v contante

4 No oceano a temperatura da água diminui com a profundidade. retende-e uar eta variação de temperatura para contruir um ciclo de Rankine ideal com uma potência de 1 MW em que à entrada da turbina o vapor etá aturado a 28 C e à aída do condenador temo liquido aturado a 10 C. É neceário ecoler o fluido circulante do ciclo entre água ou amónia. a) reenca a tabela para o cao da água: 1 Entrada da turbina Saida da turbina Entrada da bomba Saída da bomba 10 0, b) Qual o trabalo epecifico da turbina? kj/kg c) Qual o trabalo epecifico da bomba? kj/kg d) Qual o rendimento do ciclo? ( )/( ) = e) Qual o caudal volumétrico do vapor de água à entrada da turbina (m 3 /)? v= 1000/147.63* = m 3 / f) Qual o rendimento de um ciclo de Carnot, uando água como fluido circulante, a funcionar entre a mema temperatura (28 C e 10 C)? 1-283/301 = g) reenca a tabela para o cao da amónia: 1 Entrada da turbina Saida da turbina Entrada da bomba Saída da bomba ) Qual o trabalo epecifico da turbina? kj/kg i) Qual o trabalo epecifico da bomba? kj/kg j) Qual o rendimento do ciclo? k) Qual o caudal volumétrico do vapor de amónia à entrada da turbina (m 3 /)? v= 1000/( ) * = 1.64 m 3 / l) Qual o rendimento de um ciclo de Carnot,uando amónia como fluido circulante, a funcionar entre a mema temperatura (28 C e 10 C)? 1-283/301 = m) Qual do fluido circulante ecolia? Jutifique a repota. A amónia, principalmente por cauda do caudal volumétrico de fluido circulante à entrada da turbina, ma também porque a preõe do ciclo da água ão batante inferiore à preão atmoférica. o) ara melorar o rendimento do ciclo foi propoto alterar uma da temperatura da fonte mantendo a outra contante. Coniderando que a variação da temperatura, em módulo, é igual no doi cao eguinte, diga qual é a melor olução (jutifique): a. Diminuir a temperatura da fonte fria mantendo a temperatura da fonte quente b. Aumentar a temperatura da fonte quente mantendo a temperatura da fonte fria. Baixar a temperatura da FF, 1-283/305 = , 1-279/301 =

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