1 1 Rankine Simples - Clériston

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Universidade de Pernambuco – UPE 
Escola Politécnica de Pernambuco – POLI 
Termodinâmica 
Clériston Vieira 
 
Rankine 
 
 
Em um ciclo Rankine, o vapor d’água deixa a caldeira e entra na turbina a 4 MPa e 
400 °C. A pressão no condensador é igual a 10 kPa. Determine o rendimento do ciclo, a 
potência útil do sistema e a taxa de transferência calor na caldeira, sabendo que o 
fluxo de massa do vapor é de 14 kg/s. 
 
 
 
(a) 
4 MPa; 400 °C 
ha = 3213,51 kJ/kg 
sa = 6,7689 kJ/kg.K 
 
(b) 
sb = sa = 6,7689 kJ/kg 
sb = sl + xb (slv) 
sb = 0,6492 + xb 7,5010 
x = 0,8159 (Mistura) 
hb = 191,81 + 0,8159.2392,82 
hb = 2144,11 kJ/kg 
 
wT = ha - hb 
wT = 1069,40 kJ/kg 
 
(c) 
hc = 191,81 kJ/kg 
 
(d) 
hd - hc = wB 
wB = v (Pd – Pc) 
wB = 0,001010 (4000 – 10) 
wB = 4,0299 kJ/kg 
hd = 195,84 kJ/kg 
 
 
wu = wT – wB = 1069,40 - 4,0299 → wu = 1065,37 kJ/kg 
 
q = ha – hd = 3213,51 - 195,84 → q = 3017,67 kJ/kg 
 
 
Eficiência 
ɳ = ẆU/ Q̇ = ṁv wU / (ṁv q) = wU / q = 0,3530 (35,30 %) 
 
 
Potência Útil 
ẆU = ṁ wU = 14 [kg/s] 1065,37 [kJ/kg] = 14915,18 kW 
 
Taxa de Transferência de calor 
Q̇ = ṁ q = 14 [kg/s] 3017,67 [kJ/kg] = 42247,38 kW