LISTA DE EXERCÍCIOS CICLO RANKINE 2017 2S

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LISTA DE EXERCÍCIOS. CICLO RANKINE 2017
1-Novos contratos de venda de energia elétrica tem sido de muita utilidade para o setor energético e sucroalcooleiro pela possibilidade de efetuar investimentos de peso na área de geração de energia baseadas nos ciclos Rankine, como base dos esquemas de geração de energia dessas instalações.
Entre eles destacam os fabricantes de turbinas que, nesse contexto no Brasil tem procurado aproximar os parâmetros de geração à tecnologia de ponta mais desenvolvida no mundo, elevando os parâmetros de geração até 10 MPa e 550 oC. Considerando esses parâmetros na geração de vapor, e um título de vapor na saída na condição real do vapor da turbina de 90%, que representaria apenas um 10% de conteúdo de umidade nos últimos estágios de trabalho:
a)Determine a eficiência do ciclo, considerando que a pressão de trabalho do condensador é 10 kPa.
b)Considerando uma turbina de grande porte cuja vazão em massa de vapor é de 200 Toneladas/hora de vapor, determine a potência máxima que a turbina poderia produzir trabalhando entre as pressões de entrada e de condensação. 
Resultados: a)Eficiência = 34,76%; b)Potência máxima = 75,64 MW
2-Em plantas termelétricas a fonte de energia é oriunda da combustão de um combustível, fenômeno que ocorre nas caldeiras. Uma das propriedades físicas dos combustíveis é seu poder calorífico que justamente define sua aplicação como combustível industrial, considerando a liberação de energia associada à queima (oxidação) de cada quilograma de combustível. Esse valor para o carvão mineral empregado na planta tratada nesta questão é de 29,3 MJ/kg.
Considere que a citada planta trabalha nos termos de um ciclo Rankine Simples Ideal, cujos parâmetros de geração de vapor (na saída da caldeira) são 4 MPa e 450 oC, tendo uma caldeira uma capacidade produção de 150 toneladas de vapor a cada hora, sendo a pressão de projeto para a condensação do vapor de 7,5 kPa.
Da mesma forma, sendo conhecido que a planta (usina), tem uma eficiência do 30%:
a)Determine a potência líquida produzida pela planta (MW)
b)Determine o consumo de combustível em 24 horas (toneladas)
Resultados: a)Potência líquida = 48,52 MW ; b)Consumo de combustível = 476,93 toneladas 
3-Considere o ciclo Rankine de um a planta de potência, do qual é conhecido que cada kg de vapor rejeita 2200 kJ de energia em forma de calor para o ambiente a uma pressão de condensação de 10 kPa, e cujos parâmetros de vapor na entrada da turbina são 10 MPa e 550 oC. 
Considerando o desempenho da bomba do ciclo como ideal, onde cada kg de água consume 10,09 kJ de trabalho para o aumento da pressão água no sistema de bombeio, e que a turbina pode ser considerada adiabática:
A-Determine o trabalho líquido produzido pelo ciclo
B-Determine a eficiência do ciclo
Resultados: a)trabalho líquido = 1100,1 kJ/kg ; b)Eficiência do ciclo = 33,33% 
4-Vapor de água entra na turbina de uma instalação de potência a vapor com P = 10 MPa e T = 600 oC, e se expande adiabaticamente até 7,5 kPa. É conhecido que a eficiência isentrópica da turbina é 85 %.
Determine o título do vapor na saída da turbina e a eficiência térmica do ciclo.
Resultados: a)título do vapor na saída da turbina (na condição real) = 0,9165; b)Eficiência do ciclo = 36 %