LISTA 1 - MAQUINAS TERMICAS - COM REGENERACAO

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CENTRO UNIVERSITÁRIO MAURICIO DE NASSAU
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA 
DISCIPLINA MÁQUINAS TÉRMICAS
	
LISTA 1
	ALUNO
	 
	MATRÍCULA
	 
	DISCIPLINA
	MÁQUINAS TÉRMICAS
	DATA DA PROVA
	-
	PROFESSOR
	IURY SOUSA E SILVA 
	TIPO DE PROVA
	 -
	TURMA
	
	CÓDIGO DA TURMA
	 
	NOTA
	 
LISTA 1 – MÁQUINAS TÉRMICAS
ATENÇÃO: TODAS AS RESPOSTAS PRECISARÃO DOS DEVIDOS CÁLCULOS OU JUSTIFICATIVAS.
1. Considere uma usina de potência alimentada a carvão que produz 120 MW de energia elétrica. A usina opera em um ciclo de Rankine simples ideal com condições de entrada na turbina de 9 MPa e 550 °C, e pressão no condensador de 15 kPa. O carvão tem um poder calorífico (energia liberada quando o combustível é queimado) de 29.300 kJ/kg. Considerando que 75% dessa energia é transferida para o vapor na caldeira e que o gerador elétrico tem eficiência de 96%, determine (a) a eficiência global da usina (a razão entre a potência elétrica líquida e o fornecimento de energia com o combustível) e (b) o fluxo de massa de carvão necessário.
3. Um ciclo de Rankine ideal com reaquecimento opera entre os limites de pressão de 10 kPa e 8 MPa, com o reaquecimento ocorrendo a 4 MPa; a temperatura do vapor nas entradas de ambas as turbinas é de 500 °C. Considere que a entalpia do vapor é de 3.185 kJ/kg na saída da turbina de alta pressão, e 2.247 kJ/kg na saída da turbina de baixa pressão. Desprezando o trabalho da bomba, a eficiência do ciclo será de:
(a) 29% 
(b) 32% 
(c) 36%
(d) 41% 
(e) 49%
4. Uma usina de potência a vapor opera no ciclo de Rankine com reaquecimento. Vapor de água entra na turbina de alta pressão a 12,5 MPa e 550 °C a uma vazão de 7,7 kg/s, saindo a 2 MPa. Em seguida, o vapor é reaquecido a uma pressão constante até 450 °C antes de se expandir na turbina de baixa pressão. As eficiências isentrópicas da turbina e da bomba são de 85% e 90%, respectivamente. O vapor deixa o condensador como líquido saturado. Considerando que o conteúdo de umidade do vapor na saída da turbina não deve exceder 5%, determine (a) a pressão no condensador, (b) a potência líquida produzida e (c) a eficiência térmica.
5. Considere uma usina a vapor que opera no ciclo de Rankine regenerativo com um aquecedor de água de alimentação aberto. A entalpia do vapor é de 3.374 kJ/kg na entrada da turbina, de 2.797 kJ/kg no local da extração e de 2.346 kJ/kg na saída da turbina. A potência líquida produzida pela usina é de 120 MW, e a fração de vapor extraída da turbina para regeneração é de 0,172. Considerando que o trabalho da bomba é desprezível, o fluxo de massa do vapor na entrada da turbina será de:
(a) 117 kg/s 
(b) 126 kg/s
(c) 219 kg/s
(d) 268 kg/s 
(e) 679 kg/s
6. Uma usina de potência a vapor opera em um ciclo de Rankine regenerativo ideal com dois aquecedores de água de alimentação abertos. O vapor entra na turbina a 10 MPa e 600 °C e é descarregado para o condensador a 5 kPa. Vapor é extraído da turbina a 0,6 MPa e 0,2 MPa. A água sai de ambos os aquecedores de água de alimentação como líquido saturado. O fluxo de massa do vapor na caldeira é de 22 kg/s. Mostre o ciclo em um diagrama T-s e determine (a) a potência líquida da usina e (b) a eficiência térmica do ciclo.