On-Line 1 (AOL 1) - Sistemas Térmicos e Fluidomecânicos

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Avaliação On-Line 1 (AOL 1) - Questionário 
 
Leia o trecho a seguir: 
“A condição para se aumentar o rendimento de um ciclo de potência para geração de 
energia consiste em aumentar a temperatura média com que o calor é transferido para o 
fluido de trabalho na caldeira ou diminuir a temperatura média na qual o calor é rejeitado 
no condensador.” 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica 
Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado em relação ao ciclo Rankine com 
reaquecimento, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F 
para a(s) falsa(s). 
I. ( ) Com o aumento da pressão na caldeira, aumenta-se também a eficiência do ciclo. 
II. ( ) A redução da pressão no condensador aumenta o trabalho líquido. 
III. ( ) O aumento do teor de umidade na saída da turbina é um efeito indesejado que 
acontece com o aumento de pressão na caldeira, corrigido com o reaquecimento do vapor. 
IV. ( ) O superaquecimento do vapor na caldeira, apesar de aumentar a eficiência do ciclo, 
aumenta indesejavelmente o conteúdo de umidade na saída da turbina. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
(A) VVVF 
 
Leia o trecho a seguir: 
“A condição para se aumentar o rendimento de um ciclo de potência para geração de 
energia consiste em aumentar a temperatura média com que o calor é transferido para o 
fluido de trabalho na caldeira ou diminuir a temperatura média na qual o calor é rejeitado 
no condensador.” 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica 
Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado em relação ao ciclo Rankine com 
reaquecimento, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F 
para a(s) falsa(s). 
I. ( ) Com o aumento da pressão na caldeira, aumenta-se também a eficiência do ciclo. 
II. ( ) A redução da pressão no condensador aumenta o trabalho líquido. 
III. ( ) O aumento do teor de umidade na saída da turbina é um efeito indesejado que 
acontece com o aumento de pressão na caldeira, corrigido com o reaquecimento do vapor. 
IV. ( ) O superaquecimento do vapor na caldeira, apesar de aumentar a eficiência do ciclo, 
aumenta indesejavelmente o conteúdo de umidade na saída da turbina. 
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
(B) 35% 
 
 
Leia o trecho a seguir: 
“Uma turbina é um dispositivo pelo qual o trabalho é extraído de um fluido (vapor ou gás) 
em um conjunto de pás rotativas... como resultado, há uma queda de pressão da entrada 
para a saída e a energia mecânica é extraída da turbina.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São 
Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos de potência de 
uma Máquina Térmica, pode-se afirmar que turbina a vapor apresenta algumas vantagens, 
como: 
 
(E) POSSUIR ALTA RELAÇÃO POTENCIA/TAMANHO 
 
Leia o trecho a seguir: 
“Um ciclo de Rankine ideal é aquele que fornece limite superior de eficiência de ciclo 
desde que não haja perdas. Na análise do ciclo Rankine é útil considerar que o rendimento 
depende da temperatura média na qual o calor é fornecido e da temperatura média na qual 
o calor é rejeitado.” 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica 
Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
Considerando essas afirmações e com base nos estudos dos efeitos da variação de 
pressão e temperatura nos ciclos de potência a vapor, considere um ciclo básico de 
potência a vapor, operando segundo o diagrama T-s. 
 
img_BQ1 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q14.png 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São 
Paulo. Ed. Trilha, 2016. (Adaptado) 
Analisando o ciclo segundo os estados 1-2-3-4 e suas entalpias nos dispositivos do 
sistema: h1 = 192 kJ/kg, h2 = 204 kJ/kg, h3 = 2.780 kJ/kg e h4 = 2.060 kJ/kg, podemos 
afirmar que o calor, em [kJ/kg] rejeitado pelo fluido de trabalho no condensador, é: 
 
© 1868KJ/KG 
 
 
Leia o trecho a seguir: 
“Uma máquina de Carnot é uma máquina ideal que opera em um ciclo sem quaisquer 
irreversibilidades. Ela pode operar com qualquer fluido de trabalho, mas um gás ideal será 
assumido, pelo qual equações simplificadas estão disponíveis.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São 
Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
Imagine, segundo os conceitos estudados em ciclo motores a vapor, uma máquina de 
Carnot que opera entre duas fontes de temperaturas Tq e Tf = 200K e recebe cerca de 
500J de calor de uma fonte quente. Considerando um trabalho mecânico produzido de 300 
J, é correto afirmar que a temperatura Tq, da fonte quente será de: 
 
(E) 500K 
 
 
Leia o trecho a seguir: 
“Conforme proclamado pela Segunda Lei da Termodinâmica, o dispositivo de Carnot é um 
ciclo fictício. Refere-se apenas a um parâmetro para verificar se uma máquina térmica é 
possível de existir.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São 
Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
Considerando essas informações e o conceito de Máquinas Térmicas segundo o ciclo de 
motores a vapor, podemos afirmar que: 
 
(C) QUALQUER MAQUINA TERMICA RETIRA CALOR DE UMA FONTE... 
 
 
Leia o trecho a seguir: 
“As perdas de carga, provocadas pelo atrito, e a transferência de calor ao ambiente são as 
perdas mais importantes nas tubulações. Consideremos, por exemplo, a tubulação que 
liga a caldeira a turbina... na turbina as perdas principais são aquelas associadas ao 
escoamento do fluido de trabalho através da turbina.” 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica 
Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
Observe o diagrama a seguir: 
 
img_BQ1 - Sistemas Térmicos e Fluidosmecânicos - q20.png 
Considerando essas informações e os conteúdos estudados em afastamento dos ciclos 
reais dos ideais, podemos afirmar que o estágio 4 do diagrama T x s representa: 
 
(A) RANKINE COM REAQUECIMENTO 
 
 
eia o trecho a seguir: 
“Desde a antiguidade, fatos históricos relatam o uso de máquinas que utilizavam o calor 
como fonte de energia para, de alguma forma, promover o desenvolvimento da 
humanidade e a Segunda Lei da Termodinâmica é o princípio que rege o funcionamento 
destas máquinas. O grande salto no desenvolvimento destas máquinas se deu por volta do 
século XIX com o advento da Revolução Industrial, impulsionando sua inserção na 
indústria e transporte.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. - São 
Paulo: Ed. Trilha, 2016. (adaptado). 
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre os ciclos motores a vapor, 
de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica, é correto afirmar que: 
 
(B) UMA MAQUINA TERMICA SEMPRE REJEITA... 
 
Leia o trecho a seguir: 
“Turbinas a vapor são dispositivos das máquinas térmicas amplamente utilizadas em ciclos 
de potência, como nos ciclos de Rankine e são capazes de converter trabalho mecânico 
em energia elétrica”. 
Fonte: WYLEN, G.V; SONNTAG, R; BORGNAKKE, C. Fundamentos da Termodinâmica 
Clássica. 4ª Ed. São Paulo: Ed. Blucher, 2013. 
Em relação às turbinas a vapor, considerando os assuntos estudados nos ciclos de 
potência a vapor, analise as afirmativas a seguir: 
I. Em turbinas de reação, a pressão de vapor na entrada dos canais formados pelas 
palhetas é menor ou igual à pressão na saída. 
II. Nas turbinas de ação, o vapor é parcialmente expandido em uma ou mais boquilhas 
fixas, antes de atingir as pás do rotor. 
III. O expansor é um órgão essencial, pois é onde a energia de pressão do vapor se 
transforma em energia cinética. 
IV. Nas turbinas a geração de energia se faz pela conversão de calor em trabalho. 
Está correto apenas o que se afirma em: 
 
(C) III E IV 
 
 
Leia o excerto a seguir: 
“Num ciclo de potência Rankine, a turbina produz trabalho apartir do vapor gerado na 
caldeira, contudo, este vapor deve estar superaquecido, para garantir total aproveitamento 
na extração de energia. Vapor com saturação ou produtos de combustão, além de 
reduzirem a eficiência, podem danificar a turbina.” 
Fonte: KROOS, K.A.; POTTER, M.C. Termodinâmica para engenheiros. 1ª Ed. São 
Paulo: Ed. Trilha, 2016. 
Imagine que uma caldeira esteja apresentando baixo rendimento na produção de vapor. 
Além disso, tem-se recebido reclamações do departamento de meio-ambiente de que a 
caldeira está com índice de poluição atmosférica acima do usual, com elevada quantidade 
de monóxido de carbono. 
Considerando essas informações e o que foi estudado em relação ao ciclo Rankine, 
identifique qual das afirmativas a seguir apresenta a possível causa e uma possível 
solução ao problema apresentado. 
 
© CAUSA : A ALIMENTAÇÃO DE AR...