2a Lista de exercícios Energia Térmica

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UNIP- Universidade Paulista 
Curso: Engenharia Mecânica Disciplina: Energia Térmica 
 Professora: Dra. Simoni M. Gheno 
2ª Lista de exercícios 
PROBLEMAS 
 
1. O vapor de água entra na turbina a 600lbf/in2, 1000°F e sai como mistura bifásica a uma dada 
temperatura T. Condensado sai do condensador a uma temperatura 5°F mais baixa que T e é bombeado 
até 600lbf/in2. As eficiências isentrópicas da turbina e da bomba são 90% e 80%, respectivamente. A 
potência líquida desenvolvida é 1MW. 
(a) Para T=80°F, determine o título de vapor na saída da turbina, a vazão mássica de vapor de água, em 
lb/h e a eficiência térmica. 
(b) Represente graficamente as grandezas do item (a) versus T para um intervalo de 80°F a 105°F. 
Respostas: (a) 0,892; 6410lb/h; 0,362 
 
2. O vapor de água a 32MPa, 520°C entra na turbina de 1º estágio de um ciclo de Rankine com 
superaquecimento e reaquecimento e que possui 3 estágios de turbinas. O vapor que sai da turbina de 1º 
estágio a pressão P é reaquecido a pressão constante até 440°C e o vapor que sai do 2º estágio da turbina 
a 0,5MPa é reaquecido à pressão constante até 360°C. Cada estágio de turbina e bomba possui eficiência 
isentrópica de 85%. A pressão no condensador é 8kPa. Determine: 
(a) Para P=4MPa, determine o trabalho líquido por unidade de massa escoando, em kJ/Kg e a eficiência 
térmica 
(b) Represente graficamente as grandezas do item (a) versus P para um intervalo de 0,5MPa a 10MPa. 
 
3. As condições de entrada na turbina de 1º estágio de um ciclo de Rankine com reaquecimento usa água 
como fluido de trabalho são 14MPa, 600°C. O vapor é reaquecido a 1MPa entre os estágios da turbina até 
600°C. Para uma pressão no condensador de 6kPa: 
(a) Determine o trabalho líquido por unidade de massa escoando, em kJ/Kg e a eficiência térmica 
(b) Faça um gráfico da eficiência térmica do ciclo versus a pressão de reaquecimento para uma faixa de 
1 a 4MPa. 
 
4. As primeiras usinas de potência a vapor, comercias, operavam com condições de entrada na turbina de 
cerca de 12bar e 200°C. Hoje, usinas em desenvolvimento operam acima de 34MPa e temperatura de 
entrada na turbina de 650°C ou mais. Como os projetos de geradores de vapor e turbina mudaram ao 
longo dos anos de forma a permitir tais aumentos tanto na pressão quanto na temperatura. Discuta. 
 
5. Usinas a vapor, geradoras de energia elétrica que utilizam carvão como combustível consomem uma 
grande parte do carvão extraído no país. Tais usinas de potencia conseqüentemente estão envolvidas 
indiretamente com impactos ambientais associados à mineração e ao transporte de carvão e diretamente 
com impactos ambientais associados à operação das usinas. Prepare um relatório resumindo de 2 páginas 
sobre a legislação federal e estadual sobre a qualidade do ar e da água relacionados à utilização de carvão 
para geração de energia elétrica.