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Um ciclo Brayton produz 14 MW com um estado de entrada de 17o C, 100 kPa e uma taxa de compressão de 16:1. O calor adicionado na combustão é de 960 kJ/kg. Quais são a temperatura mais alta e a vazão mássica do ar, assumindo propriedades de ar frio?


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Aprimorando com Questões

há 2 anos

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há 4 meses

Para resolver essa questão sobre o ciclo Brayton, precisamos seguir alguns passos: 1. Determinar a temperatura de entrada (T1): Você já forneceu que T1 = 17 °C, que é igual a 290 K (convertendo para Kelvin). 2. Calcular a pressão de entrada (P1): P1 = 100 kPa. 3. Taxa de compressão (r): A taxa de compressão é dada como 16:1, ou seja, r = 16. 4. Calcular a pressão de saída (P2): \[ P2 = P1 \times r = 100 \, \text{kPa} \times 16 = 1600 \, \text{kPa} \] 5. Usar a relação de temperatura e pressão para um gás ideal: Para um ciclo Brayton, a relação entre as temperaturas e as pressões é dada por: \[ \frac{T2}{T1} = \left(\frac{P2}{P1}\right)^{\frac{\gamma - 1}{\gamma}} \] Onde \(\gamma\) (razão de calores específicos) para o ar é aproximadamente 1,4. 6. Calcular T2: \[ \frac{T2}{290} = \left(\frac{1600}{100}\right)^{\frac{1,4 - 1}{1,4}} = 16^{0,2857} \approx 3,16 \] \[ T2 \approx 290 \times 3,16 \approx 917,4 \, K \] 7. Temperatura mais alta (T3): A temperatura após a adição de calor (T3) pode ser calculada usando a quantidade de calor adicionada: \[ Q = c_p \times (T3 - T2) \] Onde \(c_p\) para o ar é aproximadamente 1005 J/(kg·K). Sabendo que \(Q = 960 \, kJ/kg\): \[ 960 = 1005 \times (T3 - 917,4) \] \[ T3 - 917,4 = \frac{960}{1005} \approx 0,955 \] \[ T3 \approx 917,4 + 0,955 \approx 918,4 \, K \] 8. Vazão mássica do ar (\( \dot{m} \)): A potência do ciclo é dada por: \[ P = \dot{m} \times Q \] Sabendo que P = 14 MW = 14.000 kW: \[ 14.000 = \dot{m} \times 960 \] \[ \dot{m} = \frac{14.000}{960} \approx 14,58 \, kg/s \] Resumindo: - Temperatura mais alta (T3) ≈ 918,4 K - Vazão mássica do ar ( \( \dot{m} \) ) ≈ 14,58 kg/s Se precisar de mais alguma coisa, é só avisar!

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há 2 anos

Para determinar a temperatura mais alta e a vazão mássica do ar em um ciclo Brayton, precisamos utilizar as equações do ciclo e as propriedades do ar frio. No entanto, a pergunta está incompleta e não fornece informações suficientes para calcular esses valores. Por favor, forneça mais detalhes ou uma pergunta mais específica para que eu possa ajudá-lo melhor.

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