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Universidade Luterana do Brasil Pró-Reitoria de Graduação Área de Engenharias Avaliação: AP1 ( X ) AP2 ( ) AS ( ) AF ( ) Curso: Engenharia Mecânica Disciplina: Sistemas Térmicos e Cogeração Data: 18 de Setembro de 2020 Turma: Sexta-feira - Noite Professor: Felipe das Dôres Machado Valor da Avaliação: 1,2 Nota: _____ Aluno: Nº 1) Instruções para prova: Sugestão: a) Leia atentamente as questões antes de respondê-las. b) Interprete devidamente as questões, visto ser esta uma das habilidades exigidas na avaliação. c) Construa respostas estruturalmente completas e use língua portuguesa padrão. d) Use caneta azul ou preta. e) Elabore as questões discursivas igualmente sem rasuras. Composição dos instrumentos de avaliação e valor: Critério único de avaliação: A questão é considerada totalmente correta quando os valores numéricos e as unidades estão corretas, assim como as justificativas e explicações solicitadas. 1- Avalie se as máquinas térmicas a seguir são viáveis e justifique as suas respostas. a. Potência útil de 5 kW, Calor dissipado de 5 kJ/s e temperaturas de trabalho entre 450 e 1100 K b. Consumo de calor de 7500 W, 1500 J/s de calor dissipado e temperaturas de trabalho entre 310 e 1250 K c. Entrega de trabalho de 6,5 kW, consumo de calor de 9000 J/s e temperatura fria de 400 K e quente de 1300 K EMERSON RAKOWSKI 2- Um ciclo Rankine tem pressão de exaustão na turbina de 40 kPa. Determine o título de vapor deixando a turbina e a eficiência térmica do ciclo se a pressão de entrada na turbina for de 5 MPa e a temperatura de 500 °C, completando a tabela abaixo. ESTADO T [°C] P (MPa) ν (m³/kg) S (kJ/kg.K) h [kJ/kg] Título 1 2 3 4 3- Utilizando uma régua, represente as transformações do ciclo térmico do exercício 2 nos gráficos de T-S e P-S abaixo. Garanta que todos as transformações de estado e as entradas e saídas de calor e trabalho estejam representadas corretamente. 4- Cite três formas de aumentar o rendimento do ciclo Rankine ideal e escolha uma dessas formas represente o aumento de rendimento graficamente no diagrama T-S (Utilize a régua). 5- (1,0 ponto) Uma central de potência a vapor opera segundo um Ciclo de Rankine e produz vapor saturado na caldeira. Deseja-se aumentar o rendimento térmico do ciclo sem que haja diminuição do título do fluido que deixa a turbina, a fim de evitar a erosão das palhetas. Analisando o diagrama temperatura-entropia relativo ao Ciclo de Rankine, acima representado, conclui-se que a ação a ser tomada é a. Aumentar a pressão na caldeira, mantendo a pressão do condensador constante. b. Aumentar a temperatura na seção de saída da turbina, mantendo a pressão da caldeira constante. c. Reduzir a pressão no condensador, mantendo a pressão da caldeira constante. d. Reduzir a temperatura na entrada da bomba, mantendo a pressão da caldeira constante. e. Superaquecer o vapor na caldeira, mantendo a pressão desta e a do condensador constantes. Desafio (0,5 ponto): Justifique as alternativas erradas do exercício anterior.
