AULA DE EXERCÍCIOS EXERGIA

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Gustavo Rodrigues de Souza
ANÁLISE DE EXERGIA
EXERCÍCIOS
Gustavo Rodrigues de Souza
Exercício 1: Exergia
Uma turbina eólica com um rotor de 12 m de diâmetro
deve ser instalada em um local onde o vento sopra de
forma constante à velocidade média de 10 m/s. Determine
a potência máxima que pode ser gerada pela turbina
eólica.
Hipóteses e Análises:
Gustavo Rodrigues de Souza
Exercício 1: Exergia
Uma turbina eólica com um rotor de 12 m de diâmetro
deve ser instalada em um local onde o vento sopra de
forma constante à velocidade média de 10 m/s. Determine
a potência máxima que pode ser gerada pela turbina
eólica.
Hipóteses e Análises:
- O ar em condições padrão de 1 atm e 25 °C e, portanto 
sua densidade é de 1,18 kg/m³;
- O vento tem as mesmas propriedades do ar atm. 
estagnado, exceto pela velocidade;
- O ar atinge o estado morto quando desacelerado até o 
completo repouso.
Gustavo Rodrigues de Souza
Exercício 2: Exergia
Considere um forno de grande porte capaz de transferir
calor a uma temperatura de 1110 K à um taxa constante de
3200 kW. Determine o fluxo de exergia associado a essa
transferência de calor. Considere uma temperatura
ambiente de 25 °C.
Hipóteses e Análises:
Gustavo Rodrigues de Souza
Exercício 2: Exergia
Considere um forno de grande porte capaz de transferir
calor a uma temperatura de 1110 K à um taxa constante de
3200 kW. Determine o fluxo de exergia associado a essa
transferência de calor. Considere uma temperatura
ambiente de 25 °C.
Hipóteses e Análises:
- O forno pode ser considerado como um reservatório 
térmico que fornece calor indefinidamente a uma temp. 
constante;
- A exergia dessa energia sob a forma de calor é seu 
potencial de trabalho útil;
- Quantidade possível de trab. que uma máq. térmica 
reversível pode produzir.
Gustavo Rodrigues de Souza
Exercício 3: Exergia
A necessidade de energia elétrica de uma comunidade
deve ser atendida por turbinas eólicas com rotores de 10 m
de diâmetro. As turbinas estão em um local onde o vento
sobra de forma constante à uma velocidade média de 8
m/s. Determine o nº mínimo de turbinas que precisam ser
instaladas se a potência necessária for de 600 kW.
Hipóteses e Análises:
Gustavo Rodrigues de Souza
Exercício 3: Exergia
A necessidade de energia elétrica de uma comunidade
deve ser atendida por turbinas eólicas com rotores de 10 m
de diâmetro. As turbinas estão em um local onde o vento
sobra de forma constante à uma velocidade média de 8
m/s. Determine o nº mínimo de turbinas que precisam ser
instaladas se a potência necessária for de 600 kW.
Hipóteses e Análises:
- Ar em condições padrão (1 atm e 25 °C); R do ar = 
0,287 kPa m³ / kg K;
- A exergia do ar que sopra sobre a turbina é toda na 
forma de energia cinética.
Gustavo Rodrigues de Souza
Exercício 4: Exergia
Um método de atender a demanda extra de energia
elétrica nos períodos de pico é bombear água de uma
grande corpo d´água para um reservatório mais elevado
quando a demanda é baixa, e gerar eletricidade quando a
demanda é alta, deixando que essa água escoe e acione
uma turbina. Para uma capacidade de armazenamento de
energia de 5 . 106 kWh, determine a quantidade mínima de
água que precisa ser armazenada a uma elevação média
(com relação ao nível do solo) de 75 m.
Hipóteses e Análises:
Gustavo Rodrigues de Souza
Exercício 4: Exergia
Um método de atender a demanda extra de energia
elétrica nos períodos de pico é bombear água de uma
grande corpo d´água para um reservatório mais elevado
quando a demanda é baixa, e gerar eletricidade quando a
demanda é alta, deixando que essa água escoe e acione
uma turbina. Para uma capacidade de armazenamento de
energia de 5 . 106 kWh, determine a quantidade mínima de
água que precisa ser armazenada a uma elevação média
(com relação ao nível do solo) de 75 m.
Hipóteses e Análises:
- Desprezível a evaporação da água no reservatório;
- A exergia é igual a energia potencial.