Módulo 4 Problemas Ciclo Regenerativo

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28/03/2017
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PROBLEMA (Ciclo Regenerativo com reaquecimento) - Considere um ciclo 
regenerativo com reaquecimento de vapor, com dois aquecedores de água de 
alimentação, um aquecedor de água de alimentação fechada e um aquecedor 
aberto. O vapor entra a primeira turbina a 8,0 MPa, 480 C e se expande para 0,7 
MPa. O vapor é reaquecido a 440 C antes de entrar na segunda turbina, onde se 
expande para a pressão do condensador de 0,008 MPa. O vapor extraído a partir 
da primeira turbina a 2 MPa é desviado para o aquecedor de água de alimentação 
fechada. A água de alimentação deixa o aquecedor fechado a 205 C e 8,0 MPa em 
direção à caldeira, enquanto o condensado sai como líquido saturado a 2 MPa e é 
direcionado ao aquecedor de água de alimentação aberto. Uma fração do vapor 
extraído da segunda turbina a 0,3 MPa, também é usado para alimentar o 
aquecedor de água de alimentação aberta, que opera a 0,3 MPa. O fluxo que sai 
do aquecedor de água de alimentação aberta encontra-se no estado de saturado 
líquido a 0,3 MPa. A potência útil do ciclo é de 100 MW. Considerando não haver 
calor perdido ou transferido de qualquer componente ao seu entorno e não haver 
irreversibilidades à medida que passa através das turbinas, bombas, geradores de 
vapor, reaquecedor, e condensador, determinar:
(a) a eficiência térmica, 
(b) fluxo de massa do vapor que entra na 1ª turbina, em kg / h
(c) potência líquida produzida
(d) quantidade de calor necessário para o processo
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Entalpias/entropias do processo
Estado 1:
h1=3348.4 kJ/kg 
s1=6.6586 kJ/kg K
cstado 2:
h2=2963.5 kJ/kg
Estado 3:
h3=2741.8 kJ/kg
Estado 4:
h4=3353.3 kJ/kg
s4=7.7571 kJ/kg K
Estado 5:
h5=3101.5 kJ/kg
Y’
Y’’
Entalpias/entropias do processo
Estado 6: 
Estado 7:
h7=173.88 kJ/kg 
Estado 8:
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Entalpias/entropias do processo
Estado 9: 
h9=561.47 kJ/kg
Estado 10:
Estado 11:
Estado 12:
h12=908.79 kJ/kg
Estado 13:
h13=908.79 kJ/kg
A fração y’ pode ser determinado por aplicação de balanços de massa e 
de taxa de energia para um volume de controle que envolve o fechado
aquecedor
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A fração y’’ também pode ser determinado por aplicação de balanços 
de massa e de taxa de energia para um volume de controle que envolve 
o fechado aquecedor
Cálculo das quantidades de energias geradas pelas turbinas
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Cálculo das quantidades de energias consumidas nas bombas
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O calor total adicionada é a soma da energia adicionada pela 
transferência de calor durante a ebulição / superaquecimento e o 
reaquecimento e pode ser expresso na base de uma unidade de massa 
que entra na primeira turbina , isto é
Eficiência térmica
(a)
O fluxo de massa que entra na 1ª turbina pode ser determinado 
utilizando o valor determinado da potência útil .
(b)
A potência líquida produzida: 
(c)
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