Exemplo de ciclo Rankine ideal

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(Exemplo de ciclo Rankine ideal) Em um ciclo ideal de Rankine, vapor saturado entra na turbina a 8,0 MPa, após se expandir e ser resfriado, a água sai do condensador a uma pressão de 0,008 MPa. Se a vazão mássica na entrada da turbina é de 1 kg/s. Determine para o ciclo:
a) a eficiência térmica;
b) a potência líquida;
c) as taxas de transferência de calor na caldeira
e no condensador;
d) a vazão mássica da água de resfriamento 
no condensador, se a água entra no condensador
a 15 °C e sai a 35 °C.
 
	Estado
	Pressão [bar]
	T [°C]
	h [kJ/kg]
	s [kJ/kg-K]
	x
	1
	80
	295,1
	2758,0
	5,7432
	1
	2
	0,08
	41,51
	1794,78
	5,7432
	0,6745
	3
	0,08
	41,51
	173,88
	0,5926
	0
	4
	80
	-
	182,34
	0,5926
	Líq. comprimido
Estado 1
Estado 2	
 
 
Estado 3 – Liquido saturado a 0,08 bar
Estado 4
 
 
 
a)
 
b)
 
c)
 
 
d)
 
 
(Exemplo de ciclo Rankine real) Refazer o exemplo anterior assumindo que as eficiências isentrópicas na bomba e na turbina são de 85%
	Estado
	Pressão [bar]
	T [°C]
	h [kJ/kg]
	s [kJ/kg-K]
	x
	1
	80
	295,1
	2758,0
	5,7432
	1
	2 ideal
	0,08
	41,51
	1794,78
	5,7432
	0,6745
	2 real
	0,08
	
	1939,26
	
	
	3
	0,08
	41,51
	173,88
	0,5926
	0
	4 ideal
	80
	-
	182,34
	0,5926
	Líq. comprimido
	4 real
	80
	
	183,83
	
	Líq. comprimido
Estado 2 real
 
 
 
Estado 4 real
 
 
 
a)
 
 
b)
 
c)
 
 
	Quadro comparativo
	Rankine Ideal
	Rankine real
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
Exercício de fixação
8.13 A Fig. P8.13 mostra os dados de operação em regime estacionário de uma planta de potência solar que opera segundo um ciclo de Rankine com Refrigerante 134a como fluido de trabalho. A turbina e a bomba operam adiabaticamente. A taxa de entrada de energia nos coletores a partir da radiação solar é de 0,3 kW por m2 de área de superfície do coletor, com 60% da entrada de energia para os coletores absorvida pelo refrigerante ao passar pelos coletores. Determine a área de superfície do coletor solar, em m2 por kW de potência desenvolvida pela planta. Discuta os melhoramentos operacionais possíveis que poderiam reduzir a área de superfície necessária ao coletor. Calcule as eficiências isentrópicas da turbina e da bomba. Adaptado de MORAN, 01/2018, p. 395.