9-) Fluido de trabalho 1q

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Alta entalpia de vaporização possui aspectos positivos e negativos. 
O positivo é que é necessária uma pequena quantidade de fluido de trabalho para 
absorver uma grande quantidade de energia → sistema compacto! 
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PPD – Pinch Point Difference 
 
O ponto negativo da alta entalpia de vaporização é que há, obrigatoriamente, um 
grande afastamento entre as curvas de temperatura dos gases exaustos e da água. 
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Se transfere uma grande quantidade de calor (evaporação) a uma temperatura 
relativamente baixa, pois a respectiva pressão é alta e então faz-se necessária uma 
grande espessura de tubo. 
 
A temperatura máxima do vapor em plantas comerciais é de aproximadamente 600C. 
 
Necessidade de desaerar (baixas pressões de condensação). 
 
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a) Fluido úmido 
b) Fluido isentrópico (vapor superaquecido na saída da turbina). 
c) Fluido seco (vapor superaquecido na saída da turbina). 
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Necessário evitar que parte da expansão ocorra dentro da região bifásica. 
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Possibilidade de uso de recuperador quando fluido seco e isentrópico. 
O aquecimento de 1 até 1ª é feito usando a energia de 3 até 3ª. 
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Normalmente há subresfriamento. O superaquecimento pode existir ou não (não é 
necessário para fluidos secos ou isentrópicos). 
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Para evitar problemas relativos a estabilidade (degradação) do fluido orgânico 
normalmente se utiliza um fluido intermediário para transferência de calor (como o 
óleo térmico mostrado na figura b). 
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O calor residual esta em uma determinada temperatura (110C por exemplo) que 
possibilita o aquecimento do fluido de trabalho até 100C. 
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A equação de Stodola indica a vazão mássica máxima através da turbina a vapor. 
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Fabricantes de ORC. 
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Linha líquido vapor pouco inclinada: 
– Evita baixos títulos (maior eficiência da turbina a vapor) 
- Não precisa de superaquecimento ou reaquecimento (pode-se subir a temperatura 
a vontade e transferir calor a temperatura constante) 
 A temperatura crítica do mercúrio é acima de 1500ºC para uma pressão de 106 MPa. 
 
 
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rendimento global avaliado para este ciclo era de 54% (Emmet, 1925). Em 1950 havia 
seis plantas de potência com esta concepção operando nos Estados Unidos, com 
potências unitárias de até 20 MW (Mataix, 1973). 
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Fonte: (LI; DAI, 2014) 
 
LI, S.; DAI, Y. Thermo-economic comparison of Kalina and CO2 transcritical power 
cycle for low temperature geothermal sources in China. Applied Thermal 
Engineering, v. 70, n. 1, p. 139–152, set. 2014. 
 
1-2: a mistura água-amônia é aquecida no evaporador; 
2-3: o vapor saturado rico em amônia é separado no separador e levado para a 
turbina; 
2-4: o líquido saturado, pobre em amônia, é separado no separador; 
3-5: o vapor saturado rico em amônia se expande na turbina; 
4-6: o líquido saturado pobre em amônia passa por uma válvula de estrangulamento, 
onde sua pressão diminui e, em seguida, é levado para o misturador; 
5,6-7: o líquido saturado pobre em amônia e o vapor rico em amônia, que saiu da 
turbina, são misturados no misturador; 
7-8: a mistura água-amônia passa pelo condensador e se torna líquida;8-1: a mistura 
água-amônia é comprimida pela bomba. 
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A amônia evapora prioritariamente. 
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