Tarefa Ciclo de Potêcia a Gás Ciclo-Brayton

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SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA 
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO AMAZONAS 
CAMPUS MANAUS CENTRO 
Nome: 
Curso: Data: 11/08/2020 
Disciplina: TERMODINÂMICA APLICADA II Período: 2020.1 
Professor: José Josimar Soares, Dr. 
Tarefa 01 – Ciclo de Potência a Gás: Ciclo Brayton 
1. (2,0 Pontos) Ar entra no compressor de um ciclo de ar-padrão ideal Brayton a 100 kPa, 300 K, 
com uma vazão volumétrica de 5 m3/s. A relação de pressão do compressor é 10. A temperatura 
na entrada da turbina é 1400 K. Determine (a) a eficiência térmica do ciclo, (b) a razão de trabalho 
reverso, (c) a potência líquida produzida, em kW. 
 
2. (2,0 Pontos) Um ciclo ideal de ar-padrão Brayton operando em regime permanente produz 10 
MW de potência. Os dados operacionais são fornecidos em seus estados principais no ciclo, na 
tabela a seguir. Os estados estão numerados, conforme a Fig. abaixo. Esboce os diagramas P-v e 
T–s para o ciclo e determine: 
 
(a) a vazão mássica de ar, em kg/s. 
(b) a taxa de transferência de calor, em kW, para o fluido de trabalho que passa pelo trocador 
de calor. 
(c) a eficiência térmica do ciclo. 
 
 
3. (2,0 Pontos) Reconsidere a questão 1, mas inclua na análise que tanto a turbina quanto o 
compressor têm uma eficiência isentrópica de 80%. Determine para o ciclo modificado (a) a 
eficiência térmica do ciclo, (b) a razão de trabalho reverso, (c) a potência líquida produzida, em 
kW. 
4. (2,0 Pontos) Um ciclo ar-padrão Brayton tem uma razão de pressão no compressor igual a 10. 
Ar é admitido no compressor a p1 = 14,7 lbf/in2 (101,4 kPa), T1 = 70°F (21,1°C) com uma vazão 
 
 
 
 
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de 90.000 lb/h (40.823,3 kg/h). A temperatura de entrada na turbina é 2200°R (949,1°C). Calcule 
a eficiência térmica e a potência desenvolvida, em hp, se: 
(a) as eficiências isentrópicas da turbina e do compressor forem 100%. 
(b) as eficiências isentrópicas da turbina e do compressor forem 88 e 84%, respectivamente. 
(c) as eficiências isentrópicas da turbina e do compressor forem 88 e 84%, respectivamente e um 
regenerador com efetividade de 80% for incorporado. 
 
5. (2,0 Pontos) A Figura ilustra uma instalação de potência com uma turbina a gás que usa energia 
solar como fonte de adição de calor (veja a Patente dos Estados Unidos de no 4.262.484). Os 
dados operacionais são mostrados na figura. Modelando o ciclo como um ciclo Brayton, e 
supondo que não há perda de carga no trocador de calor ou na tubulação de interconexão, 
determine, 
(a) a eficiência térmica. 
(b) a vazão mássica de ar, em kg/s, para uma potência líquida de saída de 500 kW. 
 
 
 
Boa Sorte!!!