questões do ciclo Rankine

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<p>QUESTÃO 1</p><p>O ciclo Rankine regenerativo é nomeado desta forma</p><p>devido ao fato do fluido ser reaquecido após sair do</p><p>condensador, aproveitando parte do calor contido no fluido</p><p>liberado pela turbina de alta pressão. Isto aumenta a</p><p>temperatura média do fluido em circulação, o que aumenta</p><p>a eficiência termodinâmica do ciclo.</p><p>http://joinville.ifsc.edu.br/~edsonh/Repositorio/PIP-</p><p>Projeto_e_Instalacoes_Eletricas_Prediais/Material%20de%</p><p>20Aula/Parte_I_GTD/Complemento/Geracao%20II.pdf</p><p>Aplicando o balanço de massa e energia no misturador,</p><p>admitindo que o sistema está em regime permanente e</p><p>que a variação de energia cinética e potencial é nula,</p><p>podemos dizer que o balanço de massa e energia correto</p><p>é</p><p>QUESTÃO 2</p><p>Os ciclos termodinâmicos reais possuem eficiências</p><p>menores que de Carnot, e há muitos mecanismos</p><p>atualmente utilizados nas industrias para aumentar essa</p><p>eficiência térmica.</p><p>Analise as afirmativas sobre aumento de eficiência nos</p><p>ciclos Rankine</p><p>I - Se aumentarmos a temperatura média da caldeira, o</p><p>rendimento do ciclo aumentará, um exemplo é o</p><p>superaquecimento do vapor.</p><p>II - Se diminuirmos a temperatura de condensação, o</p><p>rendimento do ciclo também aumentará.</p><p>III – Se colocarmos um ciclo Brayton em conjunto com</p><p>Rankine, a eficiência aumenta e esta é uma das maiores</p><p>eficiências obtidas atualmente, chamado de cogeração.</p><p>Assinale a alternativa que apresenta as afirmações</p><p>CORRETAS.</p><p>I apenas.</p><p>I, II apenas.</p><p>I, III apenas.</p><p>II e III apenas.</p><p>I, II e III.</p><p>a)</p><p>b)</p><p>c)</p><p>d)</p><p>e)</p><p>a)</p><p>b)</p><p>c)</p><p>d)</p><p>e)</p><p>Questão Resposta</p><p>correta</p><p>Gabarito Comentado</p><p>1 A</p><p>Balanço de energia = pela 1ª lei da termodinâmica</p><p>2 E</p><p>As três afirmações estão corretas: I, II e III.</p><p>No ciclo de Rankine, o vapor saturado seco é expandido na turbina</p><p>isoentrópica. Durante esse processo, ocorre a condensação do vapor e na</p><p>saída do equipamento uma mistura de líquido e vapor estará presente. Com</p><p>isso, outro problema adicional ocorre: a presença de uma quantia muito</p><p>grande de gotículas de líquido vai causar a erosão das pás das turbinas.</p><p>Como regra geral, deve-se evitar o título do vapor, que deve ficar sempre</p><p>acima de 90%. Para contornar esse problema, é efetuada uma segunda</p><p>modificação no ciclo de Rankine simples. Trata-se de superaquecer o vapor</p><p>na saída do gerador de vapor antes de expandi-lo na turbina. E o</p><p>equipamento utilizado para esse fim é o superaquecedor. Evidentemente,</p><p>aquecendo o fluido de trabalho a temperaturas mais elevadas, será obtido</p><p>u m rendimento térmico superior ao ciclo sem superaquecimento</p><p>(temperatura média de trabalho mais elevada), sem ter que aumentar a</p><p>pressão de trabalho. Entretanto, existe evidentemente o problema e o custo</p><p>adicional do equipamento superaquecedor.</p><p>Nesta configuração pretende-se aproveitar a vantagem de trabalhar com</p><p>pressão e temperatura elevadas e, ainda, evitar uma quantia excessiva de</p><p>líquido nos estágios de baixa pressão da turbina. O ciclo funciona assim.</p><p>Vapor superaquecido é expandido no estágio de alta pressão da turbina (ou</p><p>numa turbina de alta pressão, se houver duas turbinas). A expansão é até</p><p>um valor intermediário de pressão. O fluido de trabalho sofre um novo</p><p>processo de reaquecimento no reaquecedor, em num processo a pressão</p><p>constante até a temperatura T6 igual à temperatura máxima do ciclo. O</p><p>fluido, então, retorna para o estágio de baixa pressão da turbina (ou para a</p><p>turbina de baixa pressão) para continuar a expansão até a pressão do</p><p>condensador .</p><p>Conforme Zanichelli (2015), na cogeração as principais configurações de</p><p>ciclos são, o ciclo Rankine, ciclo Brayton e o ciclo Combinado. Segundo Lobo</p><p>(2013), nas usinas sucroalcooleiras o processo de cogeração mais aplicado</p><p>são as turbinas a vapor utilizando ciclo Rankine. Conforme Chiericato (2010),</p><p>o rendimento térmico máximo que pode ser obtido na prática, com este</p><p>processo, é de aproximadamente 30 a 35%, ou seja, 1/3 da energia do</p><p>combustível pode ser convertido em energia térmica.</p>