Exercício de Termodinâmica I 278

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T4s = T3 (P4 /P3)
= 779,0 / 836,8 = 0,931 ÿ6-
ÿ7
= CP(T3 - T4s) = -193,6 kJ/kg; wc2 = -236,1 kJ/kg wc2 s T4 = T3 - 
wc2 / CP = 565,2 K Turbina Ideal 
(reversível e adiabática)
= 597,4 K =>
=
11.161
T7s = T6 (P7 /P6 ) (k-1)/k
d) ÿth = qH / wnet ; 1ª Lei 
Combustor: q + hi = he + w; w = 0 qc = h6 - h5 = 
CP(T6 - T5 )
wTs = CP(T6 - T7s) = 905,8 kJ/kg 
Turbina da 1ª Lei: q + h6 = h7 + w; q = 0
Um ciclo de turbina a gás possui dois estágios de compressão, com um intercooler entre os 
estágios. O ar entra no primeiro estágio a 100 kPa, 300 K. A relação de pressão em cada estágio 
do compressor é de 5 para 1, e cada estágio tem uma eficiência isentrópica de 82%. O ar sai 
do intercooler a 330 K. A temperatura máxima do ciclo é 1.500 K, e o ciclo possui um único 
estágio de turbina com eficiência isentrópica de 86%.
T5 - T4 
Regenerador: ÿreg = = 0,8 -> T5 = 692,1 K T7 - T4 qH = qc = 810,7 kJ/
kg;
O ciclo também inclui um regenerador com eficiência de 80%. Calcule a temperatura na saída 
de cada estágio do compressor, a eficiência de segunda lei da turbina e a eficiência térmica do 
ciclo.
wT = h6 - h7 = CP(T6 - T7 ) = ÿTs wTs = 0,86 × 905,8 = 779,0 kJ/kg T7 = T6 - 
wT/ CP = 1500 - 779/1,004 = 723,7 K
wc2 = 328,3 kJ/kg
Estado 1: P1 = 100 kPa, T1 = 300 K Estado 7: P7 = Po = 100 kPa Estado 3: 
T3 = 330 K; Estado 6: T6 = 1500 K, P6 = P4 P2 = 5 P1 = 500 
kPa; P4 = 5 P3 = 2500 kPa Compressão ideal T2s = 
T1 (P2 /P1 ) (k-1)/k 1ª Lei: q + hi = he + w; q = 0 
=> wc1 = h1 - h2 = CP(T1 - T2 )
ÿ6 - ÿ7 = (h6 - h7 ) - Para (s6 - s7 ) = 779,0 - 298,15(-0,1925) = 836,8 kJ/kg
= CP(T1 - T2s) = -176,0 kJ/kg, wc1 = wc1 s/ ÿ = -214,6 wc1 s T2 = T1 - 
wc1/CP = 513,9 K (k-1)/k = 475,4 
K
ÿº = 0,405
= 475,4K
wT
T6 P6 s6 - 
s7 = CP ln - R ln = -0,1925 kJ/kg K T7 P7
ÿ2ª Lei
+ + wnet 
= wT wc1
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Isso se torna tentativa e erro, então estime primeiro em 850 K e use A.7.1.
é
P2 = P1 (ÿ2/T1) (v1/v2) = 90 (681,23 / 290) × 9 = 1902,7 kPa 1w2 = u1 - 
u2 = 207,2 - 497,9 = -290,7 kJ/kg
LHS850 = 7,7090 - 0,287 ln(850/1800) = 8,1674 (muito baixo)
Combustão 2 a 3: volume constante v3 = v2
LHS900 = 7,7401 - 0,287 ln(900/1800) = 8,2147 (muito alto)
- Rln (P2/P1) = então
- Rln(ÿ2/T1) = então
qH = u3 - u2 = 1486,3 - 497,9 = 988,4 kJ/kg P3 = 
P2(T3/T2) = 1902,7 (1800/681,2) = 5028 kPa s4 = s3 ÿ Da 
Eq.8.28 como antes - R ln(ÿ4/T3) = então
11.162
+ Rln (v1/v2) = 6,83521 + 0,287 ln 9 = 7,4658
Expansão 3 a 4:
Interpolação ÿ T4 = 889,3 K, u4 = 666 kJ/kg
Um motor a gasolina tem uma taxa de compressão volumétrica de 9. O estado antes da 
compressão é 290 K, 90 kPa, e a temperatura de pico do ciclo é 1800 K. Encontre a pressão após 
a expansão, o trabalho líquido do ciclo e a eficiência do ciclo usando as propriedades da 
Tabela A .7.
-s
P4 = P3(T4/T3)(v3/v4) = 5028 (889,3/1800) (1/9) = 276 kPa
Utilize a tabela A.7 e a interpolação.
Isso se torna tentativa e erro, então estime primeiro em 680 K e use A.7.1.
é
Compressão 1 a 2: s2 = s1 ÿ Da Eq.8.28 0 = então
LHS680 = 7,7090 - 0,287 ln(680/290) = 7,4644 (muito baixo)
3w4 = u3 - u4 = 1486,3 - 666,0 = 820,3 kJ/kg Trabalho 
líquido e eficiência geral wNET = 3w4 
+ 1w2 = 820,3 - 290,7 = 529,6 kJ/kg
ÿ = wNET/qH = 529,6/988,4 = 0,536
-Rln (ÿ2v1/T1v2)
LHS700 = 7,7401 - 0,287 ln(700/290) = 7,4872 (muito alto)
+ Rln (v3/v4) = 8,8352 + 0,287 ln(1/9) = 8,2046
-s
Interpole para obter: T2 = 681,23 K, u2 = 497,9 kJ/kg
T2
ó
T4
ó
T3
ó
T2T2
T1
T1
ó
T1
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