A1_Maquinas Termicas

Prévia do material em texto

MAQUINAS TERMICAS 
ATIVIDADE 1 
 
 1 – Leia o excerto de Rosa e Orey (2012, p. 263) a seguir. 
 
“Portanto, diante deste contexto, entre as várias tendências atuais para o ensino da matemática, 
acreditamos que aquela que seja a mais adequada e que atenda as necessidades impostas pela 
sociedade contemporânea é a modelagem matemática.” 
 
ROSA, M.; OREY, D. C.. A modelagem como um ambiente de aprendizagem para a conversão do 
conhecimento matemático. Boletim de Educação Matemática, Bolema, Rio Claro (SP), v. 26, n. 
42A, p. 261-290, abr. 2012 Disponível 
em: https://www.scielo.br/j/bolema/a/qgzsCvvGdjSp54nsS3C6TxB/?lang=pt. . Acesso em: 27 jan. 
2023. 
 
Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir. 
I. No Ciclo de Brayton, inexistem valores típicos para razão de pressão e para eficiências 
usuais do sistema. 
II. No Ciclo de Brayton, a modelagem matemática é utilizada para calcular a eficiência de cada 
ciclo. 
III. No Ciclo de Brayton, o brw (back work ratio) é usado para calcular a relação entre trabalhos 
existentes no sistema. 
IV. No Ciclo de Brayton, na modelagem matemática, o rp representa a razão de volume de 
fluido entre os estados do ciclo. 
É correto o que se afirma em: 
 
 
 
2 – Observe a seguir a imagem de um sistema de condicionamento de ar simplificado, muito 
utilizado em residências e comércios de pequeno porte. 
 
Figura 2.1 – Ar condicionado tipo Split, evaporadora e condensadora 
 
 
Fonte: photoroyalty / Freepik. 
#PraCegoVer: a imagem mostra um equipamento de ar condicionado do tipo Split. Na parte 
inferior, mostra a evaporadora; na parte superior, mostra o condensador e, ao lado, um controle 
remoto de ar-condicionado. 
 
Considerando a imagem acima, que mostra um sistema de ar condicionado muito utilizado 
atualmente, analise as afirmativas a seguir. 
I. A imagem mostra a evaporadora por onde é liberado o calor para o ambiente. 
II. A imagem mostra uma condensadora por onde entra o calor para que haja alteração de 
temperatura. 
III. A eficiência térmica do ciclo seria uma melhoria, caso o sistema mostrado na figura 
possuísse um Ciclo de Rankine. 
IV. A melhoria no ciclo poderia ser obtida por meio do aumento de trabalho líquido na turbina, 
para que tivesse maior calor. 
Está correto o que se afirma em: 
 
 
 
3 – Leia o excerto de Sordi et al. (2021, p. 7) a seguir. 
 
“A eficiência das turbinas a gás aumenta com a escala da máquina. [...] Para tanto as 
características do ciclo Brayton, como temperatura na câmara de combustão, relação de 
compressão, eficiências do compressor e turbina, variaram respectivamente entre 900ºC a 1100ºC 
[...]. A eficiência do ciclo Brayton variou entre 28% a 32%.” 
 
SORDI et al. Gaseificação de biomassa e célula a combustível: sistema com célula tipo PEMFC. In: 
Brazilian Congress of Thermal Sciences and Engineering – ENCIT, 11., 2006, Curitiba. Anais 
eletrônicos […]. Curitiba, 2006. Disponível 
em: http://www.proceedings.scielo.br/pdf/agrener/n6v1/066.pdf . Acesso em: 27 jan. 2023. 
 
Considerando as informações do texto, bem como o fato de que o Ciclo de Brayton deverá manter 
o equilíbrio energético, é correto afirmar que: 
 
 
 
4 – Em turbinas a gás, é possível acoplar um compressor, possibilitando que exista compressão 
quando o fluido estiver passando pelo compressor. Após a compressão, o fluido deverá seguir para 
uma câmara de combustão; depois disso, haverá trabalho com o fluido, que restará e será 
encaminhado para a turbina, representando um Ciclo de Brayton. 
 
 
 
Considerando o que está apontado acima, justifica-se que o Ciclo de Brayton pode ser utilizado em 
sistemas abertos e fechados, sendo: 
 
 
 
5 – Os processos isentrópicos são existentes em sistemas que utilizam o Ciclo de Brayton, sendo 
processos baseados na Segunda Lei da Termodinâmica, em que a entropia do sistema fica 
constante, e a entropia está relacionada com o grau de desordem das partículas. 
 
Considerando a análise de um processo isentrópico com pressão de saída igual 30 N/m² e a 
pressão de entrada igual a 60 N/m², analise as afirmativas a seguir sobre a razão de pressão: 
I. A razão de pressão nesse caso é superior a 90%. 
II. A razão de pressão nesse caso é inferior a 10%. 
III. A razão de pressão nesse caso é de 50%. 
IV. A razão de pressão nesse caso é diferente de 30%. 
Está correto o que se afirma em: 
 
 
 
6 – O Ciclo de Carnot opera por meio de processos que são denominados como reversíveis, sendo 
eles: dois processos isotérmicos e dois processos adiabáticos, que são processos de expansão e de 
compressão. É importante saber que os processos reversíveis podem ser desfeitos, permitindo-se 
que o sistema retorne à condição inicial sempre que possível. 
 
Considerando o que está apontado acima, o Ciclo de Carnot é baseado nas Leis da Termodinâmica; 
com base nisso, a primeira e a segunda lei da termodinâmica defendem que: 
 
 
 
7 – Leia o excerto de Oliveira e Santos (2018, p. 2) a seguir. 
 
“O ciclo de Rankine em seu funcionamento mais simples possui o arranjo [...]. A caldeira é um 
equipamento que recebe calor de uma fonte externa e por meio do processo de convecção aquece 
o fluido de trabalho, preferencialmente com a menor oscilação de pressão possível, até o mesmo 
atingir o estado de vapor saturado.” 
 
OLIVEIRA, A. B. F.; SANTOS, F. L. dos. Influência dos parâmetros na eficiência do ciclo de Rankine 
Regenerativo. 2018. 13 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Ciência e Tecnologia) 
 
 
— Universidade Federal Rural do Semiárido - UFERSA, Mossoró, 2018. Disponível 
em: https://repositorio.ufersa.edu.br/bitstream/prefix/4403/2/AnaBFO_ART.pdf . Acesso em: 27 
jan. 2023. 
 
Considerando as informações do texto, bem como o fato de que o Ciclo de Rankine é um ciclo de 
potência, é correto afirmar que a alteração entre estados ocorre devido: 
 
 
 
 8 – Observe a imagem de um Sistema de Brayton, mostrando um ciclo combinado de turbina a 
gás. 
 
Figura 2.2 – Ciclo combinado de turbina a gás 
Fonte: Adaptada de farhanshahid92 / Fiverr. 
https://www.fiverr.com/farhanshahid92/help-you-in-power-plant-engineering-and-related-
problems 
 #PraCegoVer: a imagem apresenta o ciclo combinado de turbina a gás com muitos equipamentos 
componentes. É possível ver um gerador conectado a uma caixa de transmissão, e essa caixa está 
ligada ao compressor que comanda a câmara de combustão. A imagem mostra um segundo 
gerador ligado à outra caixa de transmissão que está conectada à turbina a vapor. Além disso, há 
uma torre de refrigeração ligada ao condensador de vapor, uma central de cogeração térmica 
conectada à central de tratamento de água em que a água chega depois de sair da bomba de água. 
 
Considerando a imagem acima, que mostra um Ciclo de Brayton, analise as afirmativas a seguir. 
I. A imagem mostra que o gerador recebe energia do fluido que é transformada em elétrica. 
II. A imagem mostra que, na torre de refrigeração, o fluido chega à turbina com maior 
temperatura. 
 
 
III. A imagem mostra que, na caldeira, o fluido se mantém em baixa temperatura do início ao 
fim. 
IV. Na exaustão, o fluido, depois de passar pela caldeira, será impulsionado pela bomba. 
É correto o que se afirma em: 
 
 
 
9 – Leia o excerto de Oliveira e Santos (2018, p. 2) a seguir. 
 
“Não é possível reestabelecer exatamente os estados iniciais do sistema e sua vizinhança. As 
principais irreversibilidades ocorrem na bomba e na turbina devido a variação da entropia, 
gerando tanto o aumento, como a diminuição da mesma.” 
 
OLIVEIRA, A. B. F.; SANTOS, F. L. dos. Influência dos parâmetros na eficiência do ciclo de Rankine 
Regenerativo. 2018. 13 f. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Ciência e Tecnologia) 
— Universidade Federal Rural do Semiárido - UFERSA, Mossoró, 2018. Disponível 
em: https://repositorio.ufersa.edu.br/bitstream/prefix/4403/2/AnaBFO_ART.pdf . Acesso em: 27 
jan. 2023. 
 
Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir. 
I. O Ciclode Rankine é composto por equipamentos, como a bomba por onde entra trabalho, 
por exemplo. 
II. A caldeira faz parte do Ciclo de Rankine, nela sai calor para o ambiente em que o sistema 
está situado. 
III. A turbina é outro equipamento que faz parte do Ciclo de Rankine, por ela entra trabalho, 
assim como na bomba. 
IV. O Ciclo de Rankine possui condensador por onde passa o fluido, havendo redução de 
temperatura e perda de calor. 
É correto o que se afirma em: 
 
 
 
10 – Em sistemas de refrigeração, que são sistemas térmicos, ocorrem processos de transformação 
de calor divididos em ciclos de expansão e de compressão do fluido refrigerante. Considerando os 
tipos de expansão e compressão que ocorrem em sistemas de refrigeração, assinale a alternativa 
que apresenta a definição correta sobre esse assunto.