Exercícios de ciclo de Rankine 1

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UNIP- TATUAPÉ-ENGENHARIAS-DISCIPLINA TERMODINÂMICA APLICADA 
LISTA DE EXERCÍCIOS – CICLO DE RANKINE IDEAL E REAL 
1. Considere uma usina a vapor d’água aperando segundo o ciclo de Rankine ideal. 
Vapor entra na turbina a 3 MPa e 350°C e é condensado no condensador à pressão de 10 kPa. 
Determine: 
a) A eficiência térmica dessa usina. (33,4%) 
b) A eficiência térmica se o vapor for superaquecido a 600°C, em vez de 350°C. (37,3%) 
c) A eficiência térmica se a pressão da caldeira for elevada até 15 MPa enquanto a 
temperatura na entrada da turbina é mantida a 600°C. (43%) 
 
 2. Considere uma usina de potência a vapor de 210 MW que opere em um ciclo de 
Rankine. O vapor entra na turbina a 10 MPa e 500oC e é resfriado no condensador a uma 
pressão de 10 kPa. A eficiência isoentrópica da bomba e turbina é cada qual igual a 85%. 
Pede-se: 
a) mostrar o ciclo num diagrama T-s; 
b) o título do vapor na saída da turbina (%); 
c) o fluxo de massa do vapor; 
d) os rendimentos térmicos da instalação, considerando ciclo de Rankine ideal e real (%). 
Resp.: a)0,874; b)34,1%; c)194 kg/s; d)não fornecido. 
 
 3. Uma usina de potência a vapor alimentada a carvão produz 300 MW de energia 
elétrica. A usina opera segundo um ciclo de Rankine, com condições de entrada na turbina de 
5 MPa e 450oC e pressão no condensador de 25kPa. O rendimento politrópico da turbina é de 
80% e da bomba, 86%. O carvão tem um poder calorífico (energia liberada na combustão por 
kg) de 29300 kJ/kg. Considerando que 75% desta energia é transferida ao vapor na caldeira e 
que o gerador elétrico tenha eficiência de 96%, determine: 
a) a eficiência global da usina (Relação entre a potência elétrica produzida e a energia liberada 
pelo carvão na combustão); 
b) o fluxo de massa de carvão necessário (toneladas/hora)