TESE MODELAGEM TERMO2

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ASSIS GURGACZ 
ALISSON VINICIUS MICHAELSEN 
CAMILA BAGGIO 
CARLOS ROBERTO OENNING 
GABRIEL HENRIQUE WELFER CZEKOSKI 
ITACIR VICTOR BRAUN 
LEANDRO DOS SANTOS GARCIAS 
PEDRO HENRIQUE MENDES CUSTODIO 
RICARDO JUAREZ HAHN TEIXEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
TESE – MODELAGEM DE UM PROJETO DE UMA UNIDADE GERADORA 
TERMOLEETRICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CASCAVEL 2020 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................... 3 
1.1 OBJETIVO .......................................................................................................... 3 
2 TESE DOS ACONTECIMENTOS DE UM SISTEMA DE GERAÇÃO DE 
ENERGIA TERMELETRICA ....................................................................................... 4 
3 MODELAGEM DA EQUAÇÃO DOS ACONTECIMENTOS DE UM SISTEMA 
DE GERAÇÃO DE ENERGIA TERMELETRICA .................................................... 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
1.1 OBJETIVO 
 
Esse trabalho tem por objetivo didático e prevê a discução em grupo para 
determinação de uma tese sobre a geração de energia termoelétrica, em que deve-se 
apresentar às autoridades as estimativa da variação da temperatura do rio, considerando 
o caso ideal, e considerando uma eficiência térmica de 35%, conforme demonstra a 
figura 01, como também a determinação da equação equivalente 
 
 
Figura 1 – imagem do sistema. 
 
 
Fonte: Classroom (2020) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 TESE DOS ACONTECIMENTOS DE UM SISTEMA DE GERAÇÃO DE 
ENERGIA TERMELETRICA 
O calor residente no circuito termoelétrico citado, provem da operação de geração de 
energia elétrica a partir da energia liberada pelo trabalho realizado através do ciclo de 
vapor, onde o fluído muda da fase de evaporação para a fase de condensação 
constantemente. Sendo assim, podemos afirmar que o volume de controle é o rio, 
incluindo a entrada e saída de água para a planta, onde a mesma opera em regime 
permanente. Ou seja, as propriedades do fluído em cada ponto de escoamento não 
variam com o tempo. Com base na análise, podemos ainda afirmar que o ciclo de 
vapor é reversível. Ou seja: 
- A planta opera em regime permanente; 
- O ciclo a vapor é reversível; 
- O sistema é o ciclo a vapor; 
- O volume de controle é o rio, incluindo a entrada e saída de água para a planta; 
A água comporta-se como incompressível, com calor específico independente da 
temperatura e igual ao valor a 25°C 
3 MODELAGEM DA EQUAÇÃO DOS ACONTECIMENTOS DE UM 
SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA TERMELETRICA 
 
Sabe se que: ɳ =
Ẇ𝑡
𝑄ℎ
, e da 1° lei que 𝑄ℎ = Ẇ𝑡 + 𝑄𝑙, então substituindo na 
eficiência, temos: 𝑄𝑙 = Ẇ𝑡(
1
ɳ𝑡
− 1) 
Por outro lado, vamos estimar o rendimento a partir da expressão de 
Carnot (já que não temos outros elementos para calcular o rendimento térmico 
real. 
ɳ𝑡 ≈ ɳ𝑐 = 1 − 
𝑇𝐿
𝑇𝐻
 
onde 𝑇𝐿 é a temperatura de condensação 𝑇𝑠𝑎𝑡 á 10𝑘𝑝𝑎 = 45,81°𝐶 e 𝑇𝐻 =
550° 𝐶. 
Convertendo a 𝑇𝐿 de °C para Kelvin temos: 
𝐾 = 45,81°𝐶 + 273,15𝐾 
𝐾 = 318,96 𝐾 
𝑇𝑠𝑎𝑡 á 10𝑘𝑝𝑎 = 318,96 𝐾 
Convertendo a 𝑇𝐻 de °C para Kelvin temos: 
𝐾 = 550°𝐶 + 273,15𝐾 
𝐾 = 823,15 𝐾 
𝑇𝐻 = 823,15 𝐾 
Então, temos: 
ɳ𝑐 = 1 − 
318,96
823,15
 
ɳ𝑐 = 0,613 
Calculo da taxa de rejeição de calor no condensador: 
0,613=1000/QH 
QH=1000/0,613 
𝑄𝐻 = 1631,32𝑀𝑊 
 
 
 
 QL utilizamos a primeira lei da termodinâmica: 
W=QH-QL 
1000=1631,32-QL 
QL=631,32MW 
 
 
Todo o calor do condensador vai para o rio, de forma que: 
�̇�𝑐𝑜𝑛𝑑 = �̇�𝑟𝑖𝑜 ∗ 𝐶𝜌 ∗ ∆𝑇𝑟𝑖𝑜 
�̇�𝑟𝑖𝑜 = 𝜌 ∗ 𝑉 ∗ 𝐴 
�̇�𝑟𝑖𝑜 = 1000 ∗
10
60
∗ 60 ∗ 8 
�̇�𝑟𝑖𝑜 = 80000 𝐾𝑔/𝑠 
Calculo do diferencial de temperatura na água do rio: 
∆𝑇𝑟𝑖𝑜 = 
�̇�𝑐𝑜𝑛𝑑
�̇�𝑟𝑖𝑜 ∗ 𝐶𝜌
 
∆𝑇𝑟𝑖𝑜 =
631,32 ∗ 10^6
80000 ∗ 4,18
 
∆𝑻𝒓𝒊𝒐 = 𝟏, 𝟗℃ 
 
Calculo do ∆𝑇𝑟𝑖𝑜 para um ɳ = 35%: 
 
T=1,9/0.35 
 T=5,42 °C