MÁQUINAS TÉRMICAS

LISTA DA SEGUNDA UNIDADE 1) A potência gerada num cicio de Brayton é de 14 MW. A relação de compressão utilizada no ciclo é 16:1 e o ar entra no compressor a 17 °C e 100 kPa. Sabendo que o processo de combustão no ciclo pode ser modelado como uma transferência de calor específica igual a 960 kJ/kg, determine a máxima temperatura que pode ser encontrada no ciclo e a vazão em massa de ar no ciclo. 2) O compressor de uma turbina a gás apresenta dois estágios e é alimentado com ar a 17 °C e 100 kPa. A pressão na seção de descarga do primeiro estagio de compressão e 500 kPa. O ar descarregado do estagio é então resfriado, num resfriador intermediário, até 27 °C. A pressão na seção de descarga do segundo estagio e 1000 kPa. Admitindo que os dois estágios são adiabáticos e reversíveis, determine o trabalho especifico nesse processo de compressão com resfriamento intermediário. Determine, também, o trabalho específico necessário para acionar um compressor adiabático e reversível que e alimentado com ar a 17 °C e a e que descarrega o ar a 1000 kPa. 3) Um ciclo de turbina a gás é utilizado em veículos. Na primeira turbina, o gás expande até uma pressão, P5, suficiente para que a turbina acione o compressor. O gás é então expandido numa segunda turbina que aciona as rodas motrizes. Os dados deste motor estão indicados na figura. Considerando que o fluido de trabalho é o ar, através de todo o ciclo, e admitindo que todos os processos são ideais. A perda de pressão na câmara de combustão e nos escoamentos no regenerador são iguais a 2% do valor da pressão na seção de alimentação do componente do ciclo. Observe que, nestas condicoes, P3 = 588 kPa, P4, = 0,98.P3 e P6 = 102 kPa. determine: (a) A pressão intermediaria; (b) 0 trabalho liquido específico desenvolvido pelo motor, por quilograma de ar, e a vazão em massa de ar através do motor.(c) A temperatura do ar na seção de entrada da câmera de combustão, T , e o rendimento térmico do ciclo.

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

4) Considere um ciclo de motor a jato que opera num ambiente onde a pressão e a temperatura são de 100 kPa e 280 K. A potencia utilizada para tonar o compressor do cicio é 4 MW e a vazão de no ciclo é 9 kg/s. A temperatura e a pressão na seção de alimentação da turbina são iguais a 1600 K e 2MPa. Sabendo que a eficiência isoentrópica da turbina é igual a 85%, determine a pressão e a temperatura na seção de alimentação do bocal do ciclo. Admita que a eficiência deste bocal é 95%. Calcule a temperatura e a velocidade do escoamento de ar na seção de descarga do bocal. 5) O ciclo de turbina a gás utiliza um compressor de ar de dois estágios com resfriador intermediário. A temperatura e a pressão na seção de entrada do primeiro compressor são iguais a 300 K e 100 kPa. As relações de compressão e as eficiências isoentrópicas dos dois estágios são iguais a 5:1 e 82%. A temperatura do ar na seção de descarga do resfriador intermediário é igual a 330 K e a temperatura máxima no ciclo é 1500 K. Sabendo que a eficiência isoentrópica da turbina e 86% e que a eficiência do regenerador é 80%, determine as temperaturas nas seções de descarga dos compressores, a eficiência global do ciclo.