BC1309 Termodinâmica Aplicada
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- Luzia Peixoto Borges
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1 //0 Univridad Fdral do ABC BC09 rmodinâmica Alicada Profa. Dra. Ana Maria Prira Nto Ciclo d Potência a Gá BC09_Ana Maria Prira Nto
2 //0 Ciclo Brayton Ciclo Brayton- Dfinição; Diagrama - ara o Ciclo Brayton; Balanço d Maa Enrgia ara um Ciclo Brayton; Parâmtro Princiai d Oração; Ciclo Brayton com Raqucimnto; Ciclo Brayton Rgnrativo; Ciclo Brayton com Rfriamnto Intrmdiário. BC09_Ana Maria Prira Nto BC09_Ana Maria Prira Nto
3 //0 É o ciclo idal da turbina a gá (não á mudança d fa). Gralmnt ora m um ciclo abrto, ma od r modlado como um ciclo fcado. Conit m quatro roco intrnamnt rvrívi: Comrão iontróica m um comror; Forncimnto d calor m uma câmara d combutão (P = ct); Exanão iontróica m uma turbina; Rjição d calor ara o ambint (P = ct). BC09_Ana Maria Prira Nto Q Câmara d Combutão W Comror urbina ar frco Ciclo abrto BC09_Ana Maria Prira Nto
4 //0 Q Câmara d Combutão W Comror urbina Ciclo fcado rocador d Calor Q L BC09_Ana Maria Prira Nto Ar frco m condiçõ ambint ntra no comror (tado ), ond a rão a tmratura ão lvada (comrão iontróica). O ar ntra na câmara d combutão (tado ), na qual o combutívl é quimado à rão contant. Em guida, o ar a alta rão tmratura ntra na turbina (tado ), ond xand até a rão atmoférica, roduzindo otência. O ar calor ão rjitado ara o ambint (tado ) à rão contant. BC09_Ana Maria Prira Nto
5 //0 Diagrama - BC09_Ana Maria Prira Nto Diagrama - Q W Q L BC09_Ana Maria Prira Nto 5
6 //0 Balanço d Maa d Enrgia BC09_Ana Maria Prira Nto Equação d conrvação da maa: n i m n i m dm dt vc Equação d conrvação da nrgia (ª li da rmodinâmica): Q vc W vc n i m V gz n i m V gz de dt vc Hiót adotada: Rgim rmannt; Variação nula d nrgia cinética otncial; Comortamnto d gá idal; roca d calor à rão contant. BC09_Ana Maria Prira Nto 6
7 //0 Equação d conrvação da maa: m m 0 Equação d conrvação da nrgia (ª li da rmodinâmica): Q vc W vc m m 0 ( q q ) (w w ) BC09_Ana Maria Prira Nto Comror Comror W C m m W C mc m m BC09_Ana Maria Prira Nto 7
8 //0 Câmara d Combutão Câmara d Combutão Q Q H m mc H m m m BC09_Ana Maria Prira Nto urbina W W m m m m c 0 m 0 0 urbina BC09_Ana Maria Prira Nto 8
9 //0 9 W W C W Q H W BC09_Ana Maria Prira Nto Aim, é oívl dfinir a ficiência d um ciclo Brayton idal: Ond: Q H : calor adicionado ao ciclo (kj/kg) BC09_Ana Maria Prira Nto H m Q H L c c Q Q L m Q Conidrando qu or unidad d maa: A ficiência térmica do ciclo Brayton od r dfinida or:
10 //0 0 BC09_Ana Maria Prira Nto qu: k k : k k Logo: Conidrando qu: BC09_Ana Maria Prira Nto k k C R Ond: Razão d rão no comror C R Eficiência térmica do ciclo Brayton od r dfinida or:
11 //0 Como aumntar a ficiência do Ciclo Brayton? BC09_Ana Maria Prira Nto Parâmtro d Oração BC09_Ana Maria Prira Nto
12 //0 Aumnto da Razão d Prão Aumnto da razão d rão do comror: BC09_Ana Maria Prira Nto Aumnto da mratura Aumnto da tmratura da aída da câmara d combutão: BC09_Ana Maria Prira Nto
13 //0 Ciclo Brayton Rgnrativo BC09_Ana Maria Prira Nto Ciclo Brayton Rgnrativo y Rgnrador x Q Eficiência do Rgnrador x Câmara d Combutão W Comror urbina BC09_Ana Maria Prira Nto
14 //0 Ciclo Brayton com Raqucimnto BC09_Ana Maria Prira Nto Ciclo Brayton com Raqucimnto x Q Câmara d Combutão Q Câmara d Combutão 5 Comror urbina urbina 6 BC09_Ana Maria Prira Nto
15 //0 Ciclo Brayton com Rfriamnto Intrmdiário BC09_Ana Maria Prira Nto Ciclo Brayton com Rfriamnto Rfriamnto Intrmdiário Q Câmara d Combutão 5 W Comror Comror urbina 6 BC09_Ana Maria Prira Nto 5
16 //0 Ciclo Brayton Ral BC09_Ana Maria Prira Nto Ciclo Brayton Ral Quda d rão durant o forncimnto d calor Irrvribilidad grada no comror Irrvribilidad grada na turbina Quda d rão durant a rjição d calor BC09_Ana Maria Prira Nto 6
17 //0 Exrcício BC09_Ana Maria Prira Nto Exrcício ) Ar ntra no comror d um ciclo Brayton idal, a 00 kpa 5 C. A rão na ção d dcarga do comror é d Ma a tmratura máxima no ciclo é 00ºC. Dtrmin: a) a rão a tmratura m cada onto do ciclo; b) o trabalo no comror, na turbina o rndimnto do ciclo. R. a) Prõ: =00 kpa; = 000 kpa; 000 kpa; 00 kpa; mratura: = 88 K; = 556, K; = 7 K; = 70,6 K; b) -69, kj/kg; 66,7 kj/kg; 8,% ) Conidr uma turbina a gá m qu o ar ntra no comror na mma condiçõ do xmlo antrior. Admita qu a ficiência do comror da turbina ão, rctivamnt, iguai a 80% 85%. Sabndo qu a rda d carga no coamnto d ar ntr o comror a turbina é d 5 kpa a rão d ntrada na turbina a gá é d 000 kpa, dtrmin o trabalo no comror, na turbina o rndimnto do ciclo. R: -9,6 kj/kg; 565,0 kj/kg; 7,58% ) Conidr qu um rgnrador idal foi incororado ao ciclo dcrito no xmlo. Dtrmin o rndimnto térmico do ciclo modificado. (R: 59,8%) BC09_Ana Maria Prira Nto 7
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