A GERAÇÃO TERMELÉTRICA

Geração Termelétrica Experimental (EEN 701 P - RTE)

Grupo 5

Atividades Propostas (Atividade 1)

1 - Determinar o rendimento de um ciclo Rankine que utiliza água como fluido de trabalho.            A pressão no condensador do ciclo é igual a 10 kPa e a caldeira opera a 2 MPa. O vapor deixa a caldeira como vapor saturado.

As suposições são feitas considerando um ciclo Rankine ideal, de forma que se tenha:

• Compressão isentrópica na bomba;
• Adição de calor a pressão constante na caldeira;
• Expansão isentrópica na turbina;
• Rejeição de calor a pressão constante no condensador.

Dessa forma, o ciclo proposto deverá obedecer ao seguinte diagrama T-s

Diagrama T-s

[pic 1]

Fonte: Çengel, 2006.

Ponto a ponto tem-se:

Estado 1 – Entrada na bomba

Do enunciado tem-se:

[pic 2]

        Por se tratar de líquido comprimido, o título antes da bomba é igual a zero, ou seja, há 100% de água no estado líquido.

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

Estado 2 – Entrada na caldeira

Da compressão isentrópica da bomba, tem-se:

[pic 7]

Do aumento de temperatura a pressão constante:

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

Estado 3 – Entrada na turbina.

Pela condição de líquido saturado na saída da caldeira tem-se que 100% da água é vapor, então:

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

Estado 4 – Saída da turbina – Entrada Condensador

Pelo enunciado tem-se

[pic 17]

Considerando a expansão isentrópica, então:

[pic 18]

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

        O software EES foi utilizado para calcular as propriedades termodinâmicas de cada ponto. A seguir, tem-se a tabela que resumo todas as propriedades.

[pic 22]

Rendimento térmico do ciclo

[pic 23]

2 - Uma central de potência a vapor opera num ciclo Rankine. O vapor é descarregado da caldeira como vapor saturado a 3 Mpa e o condensador opera a 10 kPa. Determine o trabalho específico, a transferência de calor em cada componente do ciclo ideal e a eficiência do ciclo.

        Usando a mesma teoria do exercício 1, altera-se apenas o valore de pressão na caldeira. O resultado do cálculo das propriedades termodinâmicas é mostrado a seguir.

[pic 24]

Trabalho específico desenvolvido na turbina

[pic 25]

Trabalho específico consumido na bomba

[pic 26]

Trabalho líquido específico

[pic 27]

Transferência de calor na caldeira

[pic 28]

Transferência de calor no condensador

[pic 29]

Eficiência do ciclo

[pic 30]

        O modelo de Ciclo Rankine apresentado a seguir foi construído através do software CyclePad para os problemas propostos na sequência abaixo (itens 3 e 4).[pic 31]