Exercício de Termodinâmica I - 86

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C T
Repita o Problema 11.68, mas assuma o calor específico variável do ar, tabela A.7.
= 8,50554T3
ÿ T4 = 734,8 K, h4 = 751,1 kJ/kg 
Equação de energia com turbina calculada 
wT = h3 - h4 = 1483,1 - 751,1 = 732 kJ/kg
A expansão é reversível e adiabática, portanto constante s. Da Eq.8.28 de A.7: 
h3 = 1483,1, então
11.69
Dimensione o trabalho com a taxa de fluxo de massa
Equação energética com trabalho do compressor 
em wC = -1w2 = h2 - h1 = 597,2 - 293,6 = 303,6 kJ/kg
A compressão é reversível e adiabática, portanto constante s. Da Eq.8.28
+ Rln(P4/P3) = 8,50554 + 0,287ln(1/12) = 7,79237
ÿTH = wNET/qH = 428,4/885,9 = 0,484
ÿ T2 = 590 K, h2 = 597,2 kJ/kg
= 6,84597kJ/kgK
+ Rln(P2/P1) = 6,84597 + 0,287ln12 = 7,55914
= m. wT = 7320 kW
=s
De A.7: h1 = 293,6 kJ/kg, então
s4 = s3 ÿ s
Solução:
Energia adicionada pelo processo de 
combustão qH = h3 - h2 = 1483,1 - 597,2 = 885,9 
kJ/kg wNET = wT - wC = 732 - 303,6 = 428,4 kJ/kg
=s
Suponha que o calor específico do ar seja constante, valor da Tabela A.5. Determine o 
trabalho do compressor, o trabalho da turbina e a eficiência térmica do ciclo.
= m. wC = 3036 kW, W.ÿ W.
Considere um ciclo Brayton padrão de ar ideal, no qual o ar que entra no compressor está 
a 100 kPa, 20°C, e a razão de pressão através do compressor é 12:1. A temperatura 
máxima no ciclo é 1100o C e a vazão de ar é 10 kg/s.
s2 = s1 ÿ s
ó
T2
ó
T1
ó
T4
ó
T1
T3
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A entrada do ciclo Brayton está a 300 K, 100 kPa e a combustão adiciona 670 kJ/kg.
é
ÿ = wnet / qH = 324,5 / 670 = 0,484
11h70
wC = h2 - h1 = 607,8 - 300,47 = 307,3 kJ/kg 
wnet = wT - wC = 631,8 - 307,3 = 324,5 kJ/kg
= 6,86926 kJ/kg K= 7,57638; T1 = 300 K; então
A expansão adiabática reversível leva a s constante, da Eq.8.28
wT = h3 - h4 = 1277,8 - 645,97 = 631,8 kJ/kg
Da Tabela A.7.1 por interpolação linear T4 ÿ 636,6 K, h4 = 645,97 kJ/kg
-s
Da Tabela A.7.1
+ Rln(P4 / P3) = 8,34596 + 0,287 ln(1 / 11,75) = 7,6388 kJ/kgK
Combustão: h3 = h2 + qH; 2w3 = 0 e Tmax = T3 = 1200 K h2 = h3 - qH 
= 1277,8 - 670 = 607,8 kJ/kg
T1)/R ] = exp(2,4638) = 11,75
Solução:
=s
A temperatura máxima é 1200 K devido a considerações materiais. Qual é a taxa de 
compressão máxima permitida? Para isso calcule o trabalho líquido e a eficiência do 
ciclo assumindo calor específico variável para o ar, tabela A.7.
A compressão adiabática reversível leva a s constante, da Eq.8.28: P2 / 
P1 = exp[ (então
T2 ÿ 600 K; então T1
ó
T2
T2
T3
ó
ó
T4
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