Lista cap8

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8.1 – Em um ciclo de Rankine ideal utiliza-se água como fluido de trabalho. A pressão no condensador é 
0,08 bar e vapor saturado entra na turbina a (a) 180 bar e (b) 40 bar. A potência líquida de saída do ciclo é 
de 100 MW. Determine para cada caso a vazão mássica de vapor, em kg/h, as taxas de transferência de 
calor para o fluido de trabalho que passa através da caldeira e do condensador, em kW, e a eficiência 
térmica. 
 
8.2 – Em um ciclo de Rankine ideal utiliza-se água como fluido de trabalho. Vapor superaquecido entra na 
turbina a 80 bar, 480ºC. A pressão no condensador é 0,08 bar. A potência líquida de saída do ciclo é 100 
MW. Determine: 
 a) a taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho que passa através do gerador de vapor, em 
kW. 
 b) a eficiência térmica. 
 c) a vazão mássica de água de arrefecimento do condensador, em kg/h, se a água de arrefecimento entra 
no condensador a 15ºC e sai a 35ºC sem variação de pressão apreciável. 
 
8.16 – Vapor superaquecido a 80 bar e 480ºC sai do gerador de vapor de uma instalação de potência a 
vapor. A transferência de calor e os efeitos de atrito na linha que conecta o gerador de vapor com a turbina 
reduzem a pressão e a temperatura na entrada da turbina para 76 bar e 440ºC, respectivamente. A pressão 
na saída da turbina é 0,1 bar, e a turbina opera adiabaticamente. Líquido sai do condensador a 0,08 bar, 
36ºC. A pressão é elevada para 86 bar através da bomba. As eficiências isentrópicas da turbina e da bomba 
são de 88%. A vazão mássica de vapor é 79,53 kg/s. Determine: 
 a) a potência líquida de saída, em kW. 
 b) a eficiência térmica. 
 c) a taxa de transferência de calor da linha que conecta o gerador de vapor à turbina, em kW. 
 d) a vazão mássica da água de arrefecimento do condensador, em kg/s, se a água de arrefecimento entra 
a 15ºC e sai a 35ºC sem perda de pressão apreciável. 
 
8.18 – Vapor superaquecido a 180 bar, 560ºC entra na turbina de uma instalação de potência a vapor. A 
pressão na saída da turbina é 0,06 bar e líquido deixa o condensador a 0,045 bar, 26ºC. A pressão é elevada 
para 182 bar através da bomba. A turbina e a bomba possuem eficiências isentrópicas de 82 e 77%, 
respectivamente. Para o ciclo, determine: 
a) o trabalho líquido por unidade de massa de vapor escoando, em kJ/kg. 
b) a transferência de calor para o vapor que passa através da caldeira, em kJ por kg de vapor escoando. 
c) a eficiência térmica. 
d) a transferência de calor para a água de arrefecimento que passa através do condensador, em kJ por kg 
de vapor condensado. 
 
8.19(mod) – Vapor a 100 bar, 600ºC entra em uma turbina de primeiro estágio de um ciclo de Rankine ideal 
com reaquecimento. A pressão do condensador é 0,06 bar. A pressão do reaquecedor é de 20 bar (p2 = p3 
= 20 bar) Se o título na saída da turbina de segundo estágio é de 90%, determine a eficiência térmica do 
ciclo. 
8.25 – Modifique o ciclo de Rankine ideal do Problema 8.2 para incluir um aquecedor de água de alimentação 
aberto operando a 7 bar. Líquido saturado sai do aquecedor de água de alimentação a 7 bar. Responda às 
mesmas questões formuladas no problema 8.2 para o ciclo modificado em pauta e discuta os resultados. 
 a) a taxa de transferência de calor para o fluido de trabalho que passa através do gerador de vapor, em 
kW. 
 b) a eficiência térmica. 
 c) a vazão mássica de água de arrefecimento do condensador, em kg/h, se a água de arrefecimento entra 
no condensador a 15ºC e sai a 35ºC sem variação de pressão apreciável. 
 
8.26 – Uma instalação de potência opera em um ciclo regenerativo de potência a vapor com um aquecedor 
de água de alimentação aberto. Vapor entra na turbina de primeiro estágio a 120 bar, 520ºC e se expande 
até 10 bar, onde parte do vapor é extraído e desviado para um aquecedor de água de alimentação aberto 
operando a 10 bar. O restante do vapor se expande através da turbina de segundo estágio até a pressão 
do condensador de 0,06 bar. Líquido saturado sai do aquecedor de água de alimentação aberto a 10 bar. 
Para os processos isentrópicos nas turbinas e bombas, determine para o ciclo: 
a) a eficiência térmica. 
b) a vazão mássica na turbina de primeiro estágio, em kg/h, para uma potência líquida de saída de 330 MW.