Amento de Eficiência Térmica em Ciclos Rankine

Aluno: Mathes Barros

Termodinâmica II

Questão 2: Para um aumento de eficiência de um ciclo rankine busca-se aumentar ou diminuir as temperaturas na caldeira e no condensador? Justifique sua resposta.

R: Existem 3 maneiras de se aumentar a eficiência térmica no ciclo de rankine:

  1. Reduzindo a pressão na seção de descarga da turbina (Entrada do condensador)

  2. Aumentando a pressão no fornecimento de calor da turbina.

  3. Superaquecendo o vapor na caldeira.

1. A redução da pressão na seção de descarga da turbina, e consequentemente a diminuição da temperatura média de calor rejeitada pelo condensador, aumenta o rendimento do ciclo, visto que menores médias de troca térmica presente no condensador ocasionam em aumento de eficiência no ciclo. Por outro lado existe a possibilidade de uma redução de pressão abaixo da atmosférica na seção de descarga da turbina, criando a possibilidade de infiltração de ar ambiente no condensador, provocando um aumento de umidade do vapor nos estágios finais da turbina, possibilitando até a erosão das palhetas da turbina.

1. A elevação da pressão na caldeira contribui para o aumento da eficiência do ciclo de rankine. A média de temperatura na qual o calor é  transferido ao fluido na caldeira aumenta com a elevação da pressão. Mas o conteúdo de umidade, também, aumenta devido a esse aumento e pressão.

Esse efeito pode ser resolvido com o reaquecimento do vapor, ou seja, superaquecer o vapor antes dele entrar na turbina, explandir o vapor em dois estágios e depois reaquecê-los  entre eles.

1. Considera-se o superaquecimento do vapor na caldeira como aumento da eficiência térmica no ciclo rankine, pode ser explicado como elevação da temperatura média na qual o calor é transferido ao vapor. Com isso, o conteúdo de umidade do vapor na saída da turbina diminui, aumento do título do vapor na descarga da turbina, produzindo uma maior demanda por rejeição térmica no condensador mas com maior eficiência da turbida.

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