2017 SF Aula07 Ciclo Brayton Exercícios

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Aula 7 – Ciclo para Turbina a Gás Simples 
25/09/2017 
Curso: Engenharia Mecânica 
Série: 10º Semestre 
Sistemas Fluidotérmicos 
Aula 7 – O Ciclo Brayton - 
Exercício 
Segunda 21:00 às 22:40 
 
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Exemplo 12.2 – Considere uma turbina a gás em que o ar entra no compressor nas 
mesmas condições do exemplo anterior e o deixa à pressão de 1,0 MPa. A temperatura 
máxima no ciclo é de 1100oC. Admita que as eficiências do compressor e da turbina seajm 
respectivamente iguais a 80% e 85%. Sabendo-se que a queda de pressão no escoamento 
do ar entre o compressor e a turbina é igual a 15 kPa, determine o trabalho no compressor, 
o trabalho da turbina e o rendimento do ciclo. 
Será admitido novamente que 
para cada um dos volumes de 
controle analisados o ar se 
comporte como um gás ideal, que 
o ar apresente calor específico 
constante (avaliado a 300K), que 
cada processo ocorra em regime 
permanente e que as variações de 
energia cinética e potencial nos 
processos sejam desprezíveis. O 
diagrama dos processos do ciclo 
analisado está mostrado na figura 
3. Serão analisados os processos 
que ocorrem no compressos, na 
turbina e no trocador de calor de 
alta temperatura. 
Figura 3: Efeito das 
ineficiências sobre o 
comportamento das 
turbinas a gás. 
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Exercício 12.43 – Considere um ciclo padrão ar ideal para uma turbina a gás, conforme é 
mostrado na figura 12.9. A pressão e temperatura na entrada do compressor são 90 kPa e 
290 K. A relação de pressões no compressor é 14:1 e a temperatura na entrada da turbina é 
1500 K. Quando o ar deixa a turbina ele entra no bocal e expande até a pressão de 90 kPa. 
Determine a pressão na entrada do bocal e a velocidade do ar que deixa o bocal. 
Figura 12.9: Ciclo de turbina a gás ideal para um motor a jato. 
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Borgnakke, C. e Sonntag, R.E., “Fundamentos da Termodinâmica”, 7ª Ed., 
Editora Edgard Blucher, 2010. 
Bibliografia 
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