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A área do aumento do calor << área 
do trabalho líquido: aumento no 
rendimento. 
\u2022 Essa diminuição de pressão tem 
limites como por exemplo: não pode 
haver mais de 10% de teor de 
umidade na saída da turbina. 
Influência da temperatura de 
aquecimento do vapor (T3) 
\u2022 O trabalho e o calor transmitido na 
caldeira aumentam. 
\u2022 Como a temperatura média em que 
o calor é adicionado aumenta há um 
aumento da eficiência. 
\u2022 Com o aumento da temperatura 
também há um aumento do título do 
vapor na saída da turbina. 
\u2022 A temperatura no qual o vapor pode 
ser superaquecido é limitada por 
questões metalúrgicas em cerca de 
620ºC. 
Influência da pressão de vaporização 
(P2, 3) 
\u2022 A temperatura máxima do vapor e a 
pressão de saída da turbina é mantida 
constante. 
\u2022 Neste caso, o calor rejeitado diminui da 
área 4-4\u2019-b-b\u2019. 
\u2022 O trabalho líquido tende a permanecer o 
mesmo e o calor rejeitado diminui: há 
um aumento do rendimento. 
\u2022 A temperatura média na qual o calor é 
fornecido também aumenta com o 
aumento da pressão. 
\u2022 O título do vapor que deixa a turbina 
diminui quando a pressão máxima 
aumenta. 
Resumindo 
\u2022 Pode-se dizer que o rendimento de um ciclo de Rankine 
aumenta: 
 \u2013 Pelo abaixamento da pressão de saída da turbina; 
 \u2013 Pelo superaquecimento do vapor; 
 \u2013 Pelo aumento da pressão no fornecimento de calor. 
 
\u2022 O título do vapor que deixa a turbina: 
 \u2013 Aumenta pelo superaquecimento do vapor; 
 \u2013 Diminui pelo abaixamento da pressão na saída da turbina 
e pelo aumento da pressão no fornecimento de calor. 
Ciclo de Rankine com reaquecimento 
\u2022 O aumento da pressão no processo de fornecimento de calor aumenta 
o rendimento do ciclo de Rankine, mas provoca o aumento do teor de 
umidade do vapor nos estágios de baixa pressão da turbina. 
\u2022 Para evitar esse problema desenvolveu-se o ciclo com reaquecimento, 
onde o vapor entra na turbina a uma pressão reduzida. 
\u2022 Nesse ciclo o vapor expande na turbina até uma pressão intermediária 
e depois volta para a caldeira. 
\u2022 Após o reaquecimento, o vapor expande-se totalmente na turbina até 
a pressão de saída. 
\u2022 Há um pequeno ganho de rendimento neste ciclo uma vez que a 
temperatura média, no qual o calor é fornecido, não é alterada 
significativamente. 
\u2022 Há uma diminuição do teor de umidade no estágio de baixa pressão da 
turbina, levando-o a um valor seguro. 
. 
W = h3 \u2013 h4 + h5 \u2013 h6 
Ciclo regenerativo 
\u2022 O objetivo é aumentar a eficiência do ciclo de Rankine 
extraindo vapor da turbina e fazendo-o passar por um trocador 
de calor e aquecer a água antes de ela entrar na caldeira. 
\u2022 O vapor extraído é condensado nesse trocador de calor e o 
líquido retorna para o ciclo. 
\u2022 O vapor extraído não pode mais realizar trabalho na turbina e a 
potência da turbina será reduzida. 
\u2022 Porém a quantidade de calor que deverá ser fornecido sofrerá 
uma redução ainda maior que a redução da potência: havendo 
aumento da eficiência do ciclo. 
\u2022 O calor na caldeira estará sendo oferecido a uma temperatura 
média maior e a eficiência do ciclo também será maior. 
Co-geração é definida como o processo de 
transformação de uma forma de energia em 
mais de uma forma de energia útil, de 
acordo com Oddone (2001), geralmente 
energia mecânica (movimentar máquinas, 
equipamentos e turbinas de geração de 
energia elétrica) e a térmica (geração de 
vapor ou calor). 
 O mesmo autor salienta que a co-geração 
apresenta alta eficiência energética, pois 
não há o desperdício de energia térmica 
(como ocorre nas termoelétricas puras), 
pois essa energia é utilizada em processos 
industriais, como secagem, evaporação, 
aquecimento, cozimento, destilação, etc. 
Perdas 
\u2022 Tubulação: 
 \u2013 As mais importantes são a perda de carga devido aos efeitos de 
atrito e a transferência de calor ao meio envolvente; 
 \u2013 Tanto a perda de carga como a troca de calor provoca uma 
diminuição da disponibilidade energética do vapor que entra na 
turbina; 
 \u2013 O mesmo ocorre na caldeira e por isto a água que entra na caldeira 
deve ser bombeada até uma pressão mais elevada do que a pressão 
desejada do vapor que deixa a caldeira, o que requer trabalho 
adicional de bombeamento. 
\u2022 Turbina: 
 \u2013 São principalmente as associadas com o escoamento do fluido de 
trabalho através da turbina; 
 \u2013 A transferência de calor para o meio também representa uma 
perda, porém esta perda é secundária. 
Perdas 
\u2022 Bombas: 
 \u2013 As perdas na bomba são análogas àquelas da turbina e 
decorrem principalmente da irreversibilidade associada ao 
escoamento do fluido; 
 \u2013 A troca de calor usualmente é uma perda secundária. 
 
\u2022 Condensador: 
 \u2013 As perdas no condensador são relativamente pequenas; 
 \u2013 Uma delas é o resfriamento abaixo da temperatura de 
saturação do líquido que deixa o condensador. 
Exercícios - Capítulo 5 
Análise através de VC 
\u2022 5.7 ; 5.8 ; 5.12 ; 5.17 ; 5.19 ; 5.25 ; 5.27 ; 5.32 ; 
5.37 ; 5.52 ; 5.53 ; 5.55 ; 5.64 ; 5.70 ; 
P1= 101 kPa 
T1 = 16ºC 
P2= 105 kPa 
T2 = 18
oC 
A1V2 = 0,35 m
3/s 
A1 = A2 = x r
2/2 
\uf070
d1 = d2 = 0,6m 
m1= m2 
. . 
Pv = RT 
8 
287 
5 
W = 
4 
P2= 50 KPa 
Tviz = 25ºC 
0 0 
S1 \u2013 S2 P2= 50 KPa 
3 
l 
2 1 . . 
Q 
Tubo de Venturi: Mede a velocidade do escoamento 
e a vazão de um líquido incompressível através da 
variação da pressão durante a passagem deste 
líquido por um tubo de seção mais larga e depois 
por outro de seção mais estreita 
A B 
2 
V2= 
Pa = Pb 
Equação de Bernoulli entre os pontos 1 e 2 
 
 Pb = Pc 
 
L 
OU 
(A2/A1)
2 
V1 x A1 = V2 x A2 
 
(A2/A1)
2 
V2 = 2 x 10 x 0,1 x (13,55-1) = 5,8 m/s 
1 \u2013 (10/20)2 
 
Vazão = V2 x A2 = 5,8 x 10 x 10
-4 = 0,0058 m3/s = 5,8 L/s 
Solução no Livro 
Texto 
Turbina a água 
P1 = 300 KPa P2 = 90 KPa Z1-Z2 = 1,5m 
 
 
V1 = Vazão volum. / Área 1 
 
 
V2 = Vazão volum. / Área 2 
Turbina a água 
P1 = 300 KPa P2 = 90 KPa Z1-Z2 = 1,5m 
 
V1 = Vazão volum. / Área 1 = 0,9 / / 4 x (O,25)
2 = 18,33 m/s 
 
 
V2 = Vazão volum. / Área 2 = 0,9 / / 4 x (O,40)
2 = 7,162 m/s 
 
W = m (P1 \u2013 P2) / + (V12 \u2013 V22) / 2 + g (Z1 \u2013 Z2) = 
 
W = 1000 x(0,9) 300.000 \u2013 90.000 + 18,35
 2 \u2013 7,1622 + 9,807 x (1,5) = 303,3 kW 
 
 
 
Ws = 0,82 x 303,3 = 270,8 kW 
\uf070
\uf070
. . 
\uf072
. 
. 
2 1000 
Turbina a água 
Teorema de Transporte de Reynolds 
\u2022 Teorema utilizado para transformar as equações válidas para 
um sistema termodinâmico em equações válidas para um 
volume de controle.