A4-Avaliação-GRA1648 Geração de Energia Elétrica

Prévia do material em texto

Geração de Energia Elétrica 
UAM - Universidade Anhembi Morumbi
Disciplina: Sinais e Sistemas - Avaliação: A4
RESUMO
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	9
	10
Verde = Resposta correta
Laranja = Dúvida
Vermelha = Chute
PERGUNTA 1
O custo de capital de uma usina geradora de energia pode variar amplamente, dependendo da tecnologia. Das tecnologias estabelecidas e convencionais — incluindo a nuclear, o combustível fóssil, as termelétricas, as solares, as eólicas e as usinas hidrelétricas —, os custos são bem diferentes.
 
Sendo assim, assinale a alternativa correta que apresenta o custo de capital por kW de capacidade instalada conforme o tamanho da usina termelétrica aumenta.
· O custo de capital por kW de capacidade instalada diminui.
· O custo de capital por kW de capacidade instalada triplica.
· O custo de capital por kW de capacidade instalada dobra.
· O custo de capital por kW de capacidade instalada continua o mesmo.
· O custo de capital por kW de capacidade instalada aumenta.
 PULAR 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois o custo de uma unidade de eletricidade é determinado por uma combinação dos custos associados à produção da energia e aqueles associados à sua entrega. O custo de capital por kW, em uma usina termelétrica, diminui conforme o tamanho da usina aumenta, já que, com o aumento da usina, há um aumento considerável da produção de energia com a capacidade já instalada e em funcionamento. Os custos iniciais para a construção do empreendimento já foram pagos, logo, o custo de capital diminui.
PERGUNTA 2
A turbina a vapor é uma turbina em que a energia potencial do vapor aquecido e comprimido produzido em um dispositivo especial, do gerador de vapor ou vapor de origem natural — por exemplo, de nascentes geotérmicas —, é convertida em energia cinética (quando o vapor se expande pelas pás da turbina em cascata) e, em seguida, em trabalho mecânico no eixo rotativo da turbina.
 
Pensando nesse contexto, assinale a alternativa a seguir que apresenta o que ocorre com o vapor quando ele se expande na turbina.
· Seu ponto de ebulição aumenta.
· Seu volume específico aumenta.
· Sua temperatura diminui.
· Sua temperatura aumenta.
· Sua pressão aumenta.
 PULAR 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois, quando a turbina está em serviço, o vapor superaquecido (temperatura acima de 540 ºC) é admitido na turbina. Devido ao aquecimento de partes da turbina, ocorre a expansão térmica desse vapor, sendo que o seu volume específico aumenta.
http://www.dem.feis.unesp.br/intranet/capitulo11.pdf
pergunta 8
PERGUNTA 3
Um economizador de caldeira diz respeito a um dispositivo mecânico destinado a reduzir o consumo de energia ou executar uma função útil, como o pré-aquecimento de um fluido. Um economizador de caldeira é, essencialmente, um trocador de calor que torna um sistema mais eficiente em termos de energia.
 
Considerando o excerto apresentado a respeito das usinas termelétricas e o economizador para caldeira, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O economizador para caldeira tem como função principal aquecer a água que entra com excesso de vapor.
II. O economizador para caldeira tem como função principal aquecer o combustível pulverizado pelos gases de escape.
III. O economizador para caldeira tem como função principal aquecer o ar de entrada pelos gases de exaustão.
IV. O economizador para caldeira tem como função principal aquecer a água que entra pelos gases de escape.
 
Está correto o que se afirma em:
· II, apenas.
· IV, apenas.
· I, apenas.
· III e IV, apenas.
· I e III, apenas.
 PULAR 
Sua resposta está correta. A afirmativa IV está correta, pois, nas caldeiras, economizadores são, geralmente, trocadores de calor projetados para trocar calor com o fluido, normalmente a água. A exaustão das caldeiras está na faixa de temperatura de 200 °C a 250 °C, logo, há uma grande quantidade de perdas da caldeira se nenhum dispositivo de recuperação de calor for instalado depois dela.
https://steammaster.com.br/produto/economizador-para-caldeira-a-biomassa/?gclid=Cj0KCQiA3-yQBhD3ARIsAHuHT65DVc-WydHvHJczQESGpji4I3K9750CZw-kJWNiflAKkMLkrISZmFMaAu8DEALw_wcB
PERGUNTA 4
As turbinas a vapor também precisam de algum tipo de mecanismo de controle que regule sua velocidade, de modo que gerem tanta ou tão pouca energia quanto necessário em determinado momento. A maioria das turbinas a vapor ficam em enormes usinas elétricas movidas por grandes fornos, sendo que não é fácil reduzir a quantidade de calor que elas produzem.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa correta que corresponde à velocidade das turbinas geradoras da maioria das usinas termelétricas.
· 5000 RPM.
· 3000 RPM.
· 1000 RPM.
· 4000 RPM.
· 750 RPM.
 PULAR 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a velocidade das turbinas geradoras em usinas termelétricas, sendo turbinas de alta potência, gira em torno de 3000 RPM. Há apenas uma pequena variação na eficiência térmica com a velocidade da turbina de potência devido à variação mínima na eficiência da turbina de potência nessas velocidades.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Turbina_a_vapor
PERGUNTA 5
As usinas termelétricas precisam consumir um pouco da própria energia para manter o seu funcionamento. Esse consumo é chamado “consumo auxiliar” (Auxiliary Power Consumption ou APC). Geralmente, o APC, em termos de kW e percentual, já deve ser definido no projeto da usina e depende, por exemplo, do combustível que alimenta a usina, como carvão, gás, óleo, dentre outros.
 
Sendo assim, assinale a alternativa correta que corresponde ao consumo auxiliar das usinas termelétricas.
· 25% a 30%.
· 8% a 10%.
· 2% a 5%.
· 15% a 20%.
· 20% a 25%.
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois, em usinas termelétricas, uma fração da energia produzida é consumida por equipamentos de geração de energia e seus auxiliares, como ventiladores, motores etc. O consumo auxiliar da usina termelétrica é de 8% a 10% da energia total produzida. Por exemplo, para usinas termelétricas com capacidade de 10 MW, o consumo auxiliar é em torno de 850 a 1000 KW.
http://docplayer.com.br/34747710-Natalia-natsumi-kondo-determinacao-de-indices-de-desempenho-de-usinas-termeletricas.html
Página 110
PERGUNTA 6
Antes de entrar na caldeira, é necessário controlar a temperatura da água de alimentação da caldeira e sua qualidade. Isso envolve a introdução de tratamento e aquecimento que fornecerão as condições ideais para uma longa vida útil da caldeira.
 
Considerando o excerto apresentado, a respeito das usinas termelétricas e a importância de aquecer a água antes de alimentar a caldeira, analise as afirmativas a seguir.
 
I. Os gases dissolvidos que corroem a caldeira são removidos.
II. O estresse térmico surge devido à água fria que entra na caldeira e pode ser reduzido.
III. Algumas impurezas transportadas pelo vapor e condensadas devido à corrosão na caldeira e ao condensador são precipitadas fora da caldeira.
IV. Os gases dissolvidos que corroem a caldeira são misturados à água quente.
 
Está correto o que se afirma em:
· III e IV, apenas.
· II, III e IV, apenas.
· I, II e IV, apenas.
· I, II, e III, apenas.
· I e IV, apenas.
 PULAR 
Sua resposta está correta. A afirmativa I está correta, pois o aquecimento da água antes de alimentar a caldeira é importante para remover os gases tóxicos que podem corroer a caldeira, especialmente o oxigênio. A afirmativa II está correta, pois o choque térmico também ocorre sempre que houver uma mudança repentina na temperatura de um metal ou temperaturas desiguais em toda a caldeira. O metal se expande e se contrai em relação à temperatura, e as flutuações desta podem resultar em rachaduras em locais de oscilações de temperatura, vazamento do tubo da caldeira, rachadura das placas do tubo ou falha catastrófica da caldeira. A afirmativa III está correta, pois as baixas temperaturas também podem afetar a qualidade da água de alimentação da caldeira, uma vez que resultam em níveis mais elevados de gases dissolvidos, oxigênioe dióxido de carbono, os quais corroem as superfícies metálicas internas com as quais a água entra em contato.
http://www.infobibos.com/artigos/2011_2/caldeiras/index.htm
PERGUNTA 7
O ciclo de Rankine ou ciclo de vapor de Rankine é o processo amplamente utilizado por usinas de energia, como usinas movidas a carvão ou reatores nucleares. Nesse mecanismo, um combustível é utilizado para produzir calor dentro de uma caldeira, convertendo água em vapor, que, então, expande-se por meio de uma turbina, produzindo trabalho útil.
 
Pensando nesse contexto, assinale a alternativa correta a respeito da eficiência de Rankine em uma usina termelétrica.
· Não é afetado pelas condições climáticas.
· Melhora no verão em comparação ao inverno.
· É diferente em cada estação do ano.
· Melhora no inverno em comparação ao verão.
· Melhora durante o dia e piora durante a noite.
 PULAR 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois, no ciclo de Rankine, a temperatura mais baixa é do condensador, que é constante nas estações. Porém a questão é para o ciclo combinado, em que o ar atmosférico é comprimido, o calor é adicionado na câmara de combustão e os gases são expandidos na turbina a gás. Uma vez que a densidade do ar é maior no inverno que no verão, então o compressor tem que trabalhar menos, fazendo com que a eficiência seja maior que no verão.
PERGUNTA 8
O ciclo de Rankine é um ciclo termodinâmico no qual o calor é convertido em energia mecânica. Ele foi desenvolvido pelo engenheiro e físico William Johnson Macquorn Rankine, no século XIX. O ciclo de Rankine é amplamente utilizado em usinas termelétricas e nucleares. É considerado o ciclo mais prático devido à condensação completa do vapor no condensador.
 
Considerando o excerto apresentado a respeito da geração térmica e do ciclo de Rankine, analise as afirmativas a seguir.
 
I. O reaquecimento do vapor em estágio intermediário melhora a eficiência do ciclo de Rankine.
II. O uso de regeneração de vapor para aquecimento de água de alimentação da caldeira piora a eficiência do ciclo de Rankine.
III. O uso de altas pressões melhora a eficiência do ciclo de Rankine.
IV. O uso de altas pressões piora a eficiência do ciclo de Rankine.
 
Está correto o que se afirma em:
· II e IV, apenas.
· II e III, apenas.
· I, II e IV, apenas.
· I e III, apenas.
· I, II e III, apenas.
 PULAR 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois o ciclo de Rankine faz uso prático do aumento de pressão que ocorre quando um fluido condensado é forçado a evaporar dentro de um recipiente contido. O ciclo começa quando um fluido, como a água, é comprimido e colocado sob alta pressão. Quando o líquido é aquecido, o fluido comprimido se torna um vapor que pode ser utilizado para gerar energia mecânica. Quando o calor é reduzido, o vapor esfria e se condensa de volta à forma líquida.
https://adm.online.unip.br/img_ead_dp/31196.PDF
https://www.respondeai.com.br/aprender/topico/149/1748/teoria/1668
PERGUNTA 9
Dadas as amplas aplicações de eletricidade em todo o mundo, melhorar a eficiência das usinas termelétricas seria uma forma eficaz de reduzir o consumo total de energia e proteger o meio ambiente. Assim, melhorar a eficiência da geração de energia térmica sempre foi um tema central da indústria de geração de energia. 
 
Nesse contexto, assinale a alternativa correta que apresenta a eficiência geral de uma usina termelétrica.
· Eficiência do ciclo de Rankine.
· Eficiência do ciclo de Carnot.
· Eficiência da turbina x eficiência do gerador.
· Eficiência do ciclo regenerativo.
· Eficiência da caldeira.
 PULAR 
Sua resposta está correta. A alternativa está correta, pois a eficiência geral de uma usina termelétrica é dada pela eficiência do ciclo regenerativo. O vapor parcialmente expandido é extraído do vapor em expansão na cascata da turbina em intervalos regulares, alimentado para aquecedores de água, nos quais é condensado para utilizar alguma energia latente do vapor em expansão para aumentar a temperatura da água gradualmente, antes de chegar à caldeira. Isso diminui a entropia do vapor em expansão, gradativamente, para formar um ciclo regenerativo.
PERGUNTA 10
A melhor definição para uma turbina a vapor que se poderia dar é a conversão da energia térmica do vapor em trabalho mecânico, que é feito em um eixo de saída giratório. É uma espécie de máquina com motor térmico. Variando de pequeno a grande porte, as turbinas são feitas em uma ampla gama de capacidades de energia.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa correta a respeito do tipo das turbinas a vapor modernas.
· Turbinas eólicas.
· Turbinas de reação.
· Turbinas de impulso.
· Turbinas à combustão.
· Turbinas de reação e impulso.
 PULAR 
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois, em uma turbina de impulso, um fluido de movimento rápido é disparado a partir de um bico estreito nas lâminas da turbina para fazê-las girar. Em uma turbina de reação, as lâminas ficam em um volume muito maior de fluido e giram conforme o fluido passa por elas. Uma turbina de reação não muda a direção do fluxo de fluido tão drasticamente quanto uma turbina de impulso: ela simplesmente gira enquanto o fluido passa por suas lâminas. Uma turbina eólica transforma energia eólica em eletricidade utilizando a força aerodinâmica das pás do rotor, que funcionam como uma asa de avião ou uma pá de rotor de helicóptero. Uma turbina a gás é um motor de combustão no coração de uma usina que pode converter gás natural ou outros combustíveis líquidos em energia mecânica. Essa energia, então, aciona um gerador que produz a energia elétrica.
https://www.thermal-engineering.org/pt-br/o-que-e-turbina-de-impulso-e-turbina-de-reacao-definicao/#:~:text=As%20turbinas%20a%20vapor%20modernas,l%C3%A2mina%20de%20rea%C3%A7%C3%A3o%20na%20ponta.