Trabalho_Rankine_Ideal_EngMec7E

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FACULDADE ANHANGUERA DE RIBEIRÃO PRETO 
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
TURMA 7ªE 
 
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GRUPO: 
André Luiz Rodrigues de Souza - RA 3239552386 
Diego Novaes Baptista - RA 3200493064 
Fernando Lucas Quaglio - RA 3233521583 
Marcos Antonio do Prado - RA 3233547469 
Marcelo Gervásio Constâncio - RA 3219531937 
Paulo Henrique Pereira - RA 3219529750 
Rogério Amaral - RA 320650417 
 
 
 
 
CICLO RANKINE – IDEAL 
 
MÁQUINAS TÉRMICAS I – PROFESSOR DANILO CONTI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RIBEIRÃO PRETO – SP 
2014 
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TURMA 7ªE 
 
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SUMÁRIO 
 
O SISTEMA....................................................................................................PÁGINA 03 
COMPONENTES BÁSICOS........................................................................PÁGINA 04 
FUNCIONAMENTO.....................................................................................PÁGINA 04 
CARACTERÍSTICAS GERAIS....................................................................PÁGINA 05 
BIBLIOGRAFIA............................................................................................PÁGINA 05 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TURMA 7ªE 
 
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O Sistema: 
 
O ciclo Rankine é o ciclo mais simples de potência a vapor, sendo sua característica 
mais relevante a necessidade de fornecer a bomba pouco trabalho a fim de se obter água 
a alta pressão na caldeira, comparado ao trabalho obtido na turbina. Uma desvantagem é 
que a turbina normalmente trabalha com fluido bifásico, o que pode danificá-la. É o 
modelo ideal de ciclo para ciclos de potência a vapor reais. 
 
O ciclo de Rankine Ideal não envolve irreversibilidades internas sendo composto de 
quatro processos conforme figura 01: 
- Processo 1-2: Compressão isentrópica (adiabática reversível) em uma bomba. Até a 
região de líquido comprimido; 
- Processo 2-3: Transferência de calor para o fluido de trabalho a pressão constante em 
uma caldeira; 
- Processo 3-4: Expansão isentrópica (adiabática reversível) do fluido de trabalho 
através de uma turbina na condição de vapor saturado ou vapor superaquecido até a 
pressão do condensador; 
- Processo 4-1: Transferência de calor do fluido de trabalho a pressão constante em um 
condensador chegando a líquido saturado. 
 
 
Figura 01 
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TURMA 7ªE 
 
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Componentes básicos (figura 01): 
 
- Bomba (1 a 2) 
- Caldeira [trocador de calor] (2 a 3) 
- Turbina (3 a 4) 
- Condensador [trocador de calor] (4 a1) 
 
Funcionamento (figura 01): 
 
A água entra na bomba no estágio 1 como líquido saturado e é comprimida de maneira 
isentrópica até atingir a pressão de operação da caldeira. A distância entre os estágios 1 
e 2 do diagrama T-s foi exagerada para melhor visualização. Portanto, no estágio 2 a 
água encontra-se como líquido comprimido e entra na caldeira, saindo como vapor 
saturado ou superaquecido no estágio 3. Em seguida esse vapor superaquecido entra na 
turbina, na qual ele se expande de forma isentrópica e produz trabalho, sendo que a 
pressão e a temperatura caem durante esse processo até os valores do estado 4. O vapor 
(que nesse estágio possui uma mistura de líquido e vapor com título elevado) que sai do 
estágio 4 entra no condensador e retorna para o estágio 1 na forma de líquido saturado. 
Todos os quatro processos que forma o ciclo Rankine podem ser analisados como 
processos em escoamento em regime permanente. As variações de energia cinética e 
potencial do vapor são pequenas em relação aos termos de trabalho e transferência de 
calor e, em geral, são desprezados. 
Em resumo, o processo se baseia em 04 processos termodinâmicos (figura 01): 
 
- Bombeamento adiabático na bomba - 1 a 2; 
- Transformação da água em vapor a pressão constante na caldeira - 2 a 3; 
- Expansão adiabática na turbina - 3 a 4; 
- Condensação do vapor a pressão constante no condensador - 4 a 1. 
 
 
 
 
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Características gerais: 
 
- Baixa pressão de condensação (abaixo da pressão atmosférica) 
- Altas temperaturas de vapor entrando na turbina (600 a 1000°C) 
- Pequena razão de trabalhos (“backwork ratio” - bwr) 
 
Bibliografia: 
 
- PLT de Termodinâmica da Faculdade Anhanguera 
- http://antonioguilherme.web.br.com/; 
- http://sofisica.com.br