PME-2321 # TERMODINÂMICA - LISTA DE EXERCÍCIOS 01 – CICLOS TERMODINÂMICOS 1) (5 pontos) Um ciclo de turbina a gás, para uso veicular, é formado por um compressor e duas turbinas. O ar (temperatura T1=300 K e pressão p1 = 100 kPa) entra no compressor ( c = 0,83) e sai com pressão p2=500 kPa. Após passar pelo regenerador ( r = 0,8) (temperatura de saída T3) e pelo combustor (temperatura de saída T4 = 1600 K), o ar entra na primeira turbina, saindo com pressão p5 , apenas o suficiente para que a turbina acione o compressor. O gás é então expandido numa segunda turbina, que aciona as rodas motrizes, passa pelo regenerador e é descarregado na atmosfera, com p7 = 100 kPa. A vazão mássica de ar é de 0,6 kg/s e a eficiência das duas turbinas é de …exibir mais conteúdo…

A vazão total do refrigerante é de 0,2 kg/s e a eficiência isoentrópica de cada estágio do compressor é de 83 %. Determine: a) Relação de vazão entre o líquido e o vapor na saída da câmara de evaporação instantânea (1,398); b) Potência do primeiro estágio do compressor (-5,734 kW); c) Entalpia na saída da câmara de mistura (193,9 kJ/Kg); d) Potência do segundo estágio do compressor (-10,11 kW); e) Capacidade de refrigeração (16,07 kW); f) Coeficiente de eficácia do ciclo (1,014). 5) (6 pontos) Considere um ciclo de cogeração que opera num sistema em cascata composto de dois ciclos motores. O ciclo de alta temperatura usa água e o de baixa temperatura o refrigerante R12. Vapor d’água a P1 = 5,0 MPa e T1 = 400 oC entra na turbina d’água com vazão de 5 kg/s e expande até a pressão de P2 = 150 kPa. Metade dessa vazão é extraída nesta pressão para ser utilizada em aquecimento industrial e retorna ao ciclo misturando-se com a água condensada. O restante do vapor passa pelo trocador de calor, que serve como condensador do ciclo de água e como caldeira do ciclo de refrigerante R-12. A água condensada deixa o trocador de calor como líquido saturado à pressão de P3 = 125 kPa e é misturado com a água que retorna do processo a T6 = 50 oC e P6 = 125 kPa. Essa mistura a P4 = 125 kPa entra na bomba, onde é bombeado