Portfólio Fenômenos do Transporte - Ciclos Térmicos

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O ciclo ideal Diesel

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Ciclo Brayton

É um ciclo ideal, um aproximação que ocorre nos processos térmicos que ocorre nas turbinas a gás, descrevendo uma variação de pressão e temperatura dos gases. É o tipo usado nas turbina a jato, onde o ar entra nas turbina a alta pressão e chegando a câmara de combustão de forma a gerar uma grande potência ao passar pelas pás da mesma.

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O Ciclo ideal Brayton

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2. Faça uma comparação dos ciclos motores com os ciclos frigoríficos.

O ciclo de refrigeração ou ciclo frigorífico é um ciclo termodinâmico que constitui o modelo matemático que define o funcionamento das máquinas frigoríficas e das bombas de calor. A diferença entre uma bomba de calor e uma máquina frigorífica normal consiste em esta última apenas poder ser usada para arrefecimento enquanto que a primeira pode ser usada tanto para arrefecimento como para aquecimento. No seu processo de aquecimento, a bomba de calor também utiliza um ciclo de refrigeração. Para tal, a bomba de calor tem a possibilidade de escolher qual das serpentinas é que deve funcionar como condensador, funcionando a outra como evaporador. Nos climas mais frios, é comum a utilização, em residências, de bombas de calor que apenas permitem o aquecimento tornando-as mais simples e baratas uma vez que o arrefecimento raramente é necessário.

3. Usando a bibliografia do curso escolha um exercício que envolva um dos ciclos citados acima e resolva.

- Um ciclo Rankine tem uma pressão de exaustão na turbina de 0,1 bars. Determine o título do vapor deixando a turbina e a eficiência térmica do ciclo se a pressão de entrada na turbina for de 150 bars e a temperatura de 600°C.

Resposta:

Bomba e turbina isentrópicas

P2 = P3 = 150 bars = 15 MPa

T3 = 600°C

P4 = P1 = 0.1 bars = 0.01 MPa

Variações de energia cinética e potencial são desprezíveis

- Considere um sistema de refrigeração resfriando a uma taxa de 300 kJ/min em um ciclo ideal de vaporização-compressão com refrigerante R-134a. O refrigerante entra no compressor como vapor saturado a 140 kPa e é comprimido a 800 kPa. Mostre o ciclo em um diagrama T-s (com as linhas de saturação).Determine: (a) o título do refrigerante na saída da válvula de expansão,; (b) o coeficiente de performance; (c) a potência fornecida ao compressor.

Resposta:

Regime permanente

Compressão isentrópica no compressor

Variações de energia cinética e potencial desprezíveis

P1 = 0.14 MPa, x1 = 1.0

P2 = 0.8 MPa, s2 = s1

P3 = 0.8 MPa, x3 = 0

h4 = h3 (válvula de expansão)

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CONCLUSÃO/ PARECER

Neste portfólio pude aprender como a pesquisa é importante para realização de qualquer trabalho, onde pude buscar conhecimento sobre um assunto que não tinha muito conhecimento.

As máquinas térmicas a vapor utilizam a energia fornecida por um combustível pelo processo de combustão para um fluido de trabalho, como a água, para gerar vapor e converter a alta energia deste fluido em trabalho mecânico e/ou em calor para processos secundários de aquecimento.

Apesar do fluido de trabalho poder ser qualquer fluido que consiga alcançar uma situação de vapor superaquecido na saída da caldeira, a água é um fluido com grandes qualidades, visto possuir um alto calor específico, um alto calor latente de vaporização, ampla disponibilidade (baixo custo) e pouca quantidade de resíduos sólidos de evaporação, gerando baixo índice de incrustações na caldeira e nas tubulações.

O vapor de água é um dos meios mais importantes de transporte de energia e o mais utilizado em indústrias e unidades de geração de eletricidade. Máquinas térmicas a vapor constituem plantas de geração de potência em