Uma unidade marítima de produção de petróleo utiliza um conjunto turbogerador para suprir sua necessidade de energia. A turbina funciona conforme u...

a) As temperaturas do ciclo: Para determinar as temperaturas do ciclo, é necessário utilizar a relação de eficiência do ciclo Brayton simples, que é dada por: η = 1 - (1/r)^((k-1)/k) Onde: r = razão de pressão = pressão na descarga do compressor / pressão na entrada do compressor k = razão de calor específico = cp / cv Substituindo os valores fornecidos, temos: r = 9 / 1 = 9 k = 1,4 η = 1 - (1/9)^((1,4-1)/1,4) = 0,536 A partir da eficiência, podemos determinar a razão de temperatura do ciclo, que é dada por: T3/T2 = (1/r)^((k-1)/k*η) Substituindo os valores, temos: T3/T2 = (1/9)^((1,4-1)/(1,4*0,536)) = 0,558 Sabendo que T3 é a temperatura na saída da turbina, podemos determinar as temperaturas do ciclo: T2 = 890°C T3 = T2 * 0,558 = 496,62°C T4 = 20°C T1 = T4 * (r)^(k-1) = 20 * 9^(1,4-1) = 1.620,6°C b) O trabalho do compressor: O trabalho do compressor é dado por: Wc = cp * (T2 - T1) Substituindo os valores, temos: Wc = 0,240 * (890 - 1620,6) = -69,74 kcal/kg c) O calor fornecido na câmara de combustão: O calor fornecido na câmara de combustão é dado por: Qc = cp * (T3 - T2) Substituindo os valores, temos: Qc = 0,240 * (496,62 - 890) = -85,49 kcal/kg d) O trabalho da turbina: O trabalho da turbina é dado por: Wt = cp * (T3 - T4) Substituindo os valores, temos: Wt = 0,240 * (496,62 - 20) = 115,59 kcal/kg e) O rendimento térmico: O rendimento térmico é dado por: η = (Wt - Wc) / Qc Substituindo os valores, temos: η = (115,59 - (-69,74)) / (-85,49) = 2,02 O rendimento térmico é maior que 1, o que indica que há algum erro nos cálculos.