TERMODINAMICA Exergia

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EXERGIA
Parte 9
Análise de Exergia
Conceituação de Exergia
Conceituação de Exergia
Ambiente e Estado Morto
Exergia de um sistema
Exemplo
Exemplo
Aspectos da Exergia
Aspectos da Exergia
Aspectos da Exergia
Variação de Exergia
Balanço de Exergia para sistemas fechados
Destruição de Exergia
Sistema Isolado
Balanço da taxa de exergia para sistemas fechados
Balanço da taxa de exergia para volumes de controle em Regime Permanente
Balanço da taxa de exergia para volumes de controle em Regime Permanente
Uma entrada e uma saída
Exercício/Exemplo
Exercício/Exemplo
Exercício/Exemplo
Exercício de Fixação
Parte 1 – 2 -3
5 kg de uma mistura bifásica líquido–vapor de água, inicialmente a 250°C, e x1 = 0,4, passam por dois processos diferentes descritos a seguir. 
Para cada caso, a mistura é levada do estado inicial para um estado de vapor saturado, enquanto o volume permanece constante. 
Para cada processo, determine a variação de exergia da água, as transferências líquidas de exergia por trabalho e calor e a quantidade de exergia destruída, todas em kJ. Considere T0 = 298 K, p0 = 1 bar e ignore os efeitos de movimento e gravidade. 
Comente sobre a diferença entre os valores de destruição de exergia.
(a) O processo ocorre adiabaticamente pela agitação realizada por um impelidor.
(b) O processo é provocado por uma transferência de calor de um reservatório térmico a 700 K. A temperatura da água no local em que ocorre a transferência de calor é 700 K.
Exercício Resolvido de taxa de exergia para volumes de controle em Regime Permanente
Exercício Resolvido de taxa de exergia para volumes de controle em Regime Permanente
Exercício Resolvido de taxa de exergia para volumes de controle em Regime Permanente
Exercício de taxa de exergia para volumes de controle em Regime Permanente
Eficiência Exergética
Eficiência Exergética
Eficiência de 1ª e 2ª Leis
Eficiências Exergéticas de Turbinas
Compressores e Bombas
Trocador de Calor sem Mistura
Trocador de Calor de contato direto
Uso das Eficiências Exergéticas
Uso das Eficiências Exergéticas
A eficiência exergética diferencia a qualidade da energia, ou seja, o seu emprego no uso final, com menor degradação da energia. 
O termo exergia expressa a capacidade da energia em realizar trabalho. 
Em processos de transformação de energia a capacidade de realizar trabalho diminui; portanto, à medida que é transformada a energia, implica geração de irreversibilidade (Brzustowski & Golem, 1977).
Uso das Eficiências Exergéticas
Para ilustrar o quanto esses dois tipos de medida de eficiência, eficiência energética e exergética, são diferentes, é dado este exemplo: num processo em que se faz o aquecimento de água a baixa temperatura (chuveiro elétrico) a eficiência energética é de aproximadamente 80%, enquanto a exergética não ultrapassa 7%, isso se deve ao fato de que, com a água aquecida a baixa temperatura (de 20 para 40ºC) é muito pequena, a possibilidade de realização de trabalho.
Exercício de Eficiência Exergética de uma bomba
Água líquida saturada a 0,01 MPa entra em uma bomba de uma instalação de potência que opera em regime permanente. Água líquida sai da bomba a 10 MPa. A eficiência isentrópica da bomba é de 90%. Dados de propriedades são fornecidos na tabela correspondente. As perdas de calor e os efeitos de movimento e gravidade são desprezíveis. Adote T0 = 300 K e p0 = 100 kPa. Determine (a) a potência requerida pela bomba e a taxa de destruição de exergia, ambas em kJ por kg de água, e (b) a eficiência exergética da bomba.
Exercício de eficiência Exergética de uma turbina
Nitrogênio (N2) a 25 bar e 450 K entra em uma turbina e se expande até 2 bar e 250 K, com uma vazão mássica de 0,2 kg/s. A turbina opera em regime permanente com transferência de calor desprezível com a vizinhança. Admitindo o modelo de gás ideal com k = 1,399 e ignorando os efeitos de movimento e gravidade, determine
(a) a eficiência isentrópica da turbina.
(b) a eficiência exergética da turbina.
Adote T0 = 25°C e p0 = 1 atm.