1. ciclos a vapor
DESCRIPTION
Centrais Termelétricas a VaporTRANSCRIPT
![Page 1: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/1.jpg)
Centrais Termelétricas a Vapor
Ciclos de Potência a Vapor
Prof. Dr. José Joaquim C. S. Santos
MCA 03380
Universidade Federal do Espírito Santo - UFES
Departamento de Engenharia Mecânica - DEM
Centro Tecnológico 3 - CT III
Máquinas Térmicas
![Page 2: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/2.jpg)
1. Introdução
1.1 Generalidades
![Page 3: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/3.jpg)
1. Introdução
1.1 Generalidades
![Page 4: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/4.jpg)
1. Introdução
1.2 Componentes Básicos
![Page 5: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/5.jpg)
1. Introdução
1.3 Ciclos mais Complexos
![Page 6: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/6.jpg)
2. Modelagem do Ciclo a Vapor
2.1 Ciclo Rankine Ideal
![Page 7: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/7.jpg)
2. Modelagem do Ciclo a Vapor
2.2 Ciclo Rankine Ideal X Ciclo de Carnot
Limitações:
• aproveitamento do calor dosgases da combustão
• transferência de calor amesma temperatura
• conseqüente limitação datemperatura máxima do ciclo
• bombeamento bifásico
• limitação da expansão naturbina devido ao baixo titulo
![Page 8: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/8.jpg)
2. Modelagem do Ciclo a Vapor
2.2 Ciclo Rankine Ideal X Ciclo de Carnot (alternativo)
Limitações:
• Transferência de calor na caldeira variando a pressão (e temperatura constante)
• Compressão Isentrópica até altas pressões
![Page 9: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/9.jpg)
2. Modelagem do Ciclo a Vapor
2.2 Ciclo Rankine Ideal X Ciclo de Carnot (alternativo)
Limitações:
• Transferência de calor na caldeira variando a pressão (e temperatura constante)
• Compressão Isentrópica até altas pressões
![Page 10: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/10.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.1 Trabalho e Calor
![Page 11: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/11.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.1 Trabalho e Calor
![Page 12: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/12.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.1 Trabalho e Calor
![Page 13: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/13.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.2 Eficiência Térmica
![Page 14: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/14.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.2 Eficiência Térmica
![Page 15: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/15.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.2 Eficiência Térmica (temperatura média termodinâmica)
![Page 16: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/16.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.2 Melhorias: Temperatura Máxima e Mínima
![Page 17: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/17.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.2 Melhorias: Temperatura Máxima e Mínima
![Page 18: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/18.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.2 Melhorias: Temperatura Máxima e Mínima
![Page 19: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/19.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.3 Ciclo Ideal X Ciclo Real
![Page 20: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/20.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.3 Ciclo Ideal X Ciclo Real
![Page 21: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/21.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.4 Reaquecimento (ideal)
![Page 22: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/22.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.4 Reaquecimento (ideal)
OBS:Além do aumento datemperatura máximade adição de calor dociclo, aumenta tambémo título na saída daturbina a vapor (baixa)
![Page 23: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/23.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.4 Reaquecimento (ideal)
![Page 24: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/24.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.4 Reaquecimento (ideal)
![Page 25: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/25.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.4 Reaquecimento (real)
![Page 26: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/26.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.5 Ciclos Supercríticos
![Page 27: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/27.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.5 Preaquecimento Regenerativo
![Page 28: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/28.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.5 Preaquecimento Regenerativo (aberto)
![Page 29: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/29.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.5 Preaquecimento Regenerativo (aberto)
![Page 30: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/30.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.5 Preaquecimento Regenerativo (aberto)
![Page 31: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/31.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.5 Preaquecimento Regenerativo (fechado)
![Page 32: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/32.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.5 Preaquecimento Regenerativo (fechado)
![Page 33: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/33.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.5 Preaquecimento Regenerativo (fechado)
![Page 34: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/34.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.6 Ciclos Completos
![Page 35: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/35.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.6 Ciclos Completos
![Page 36: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/36.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.6 Ciclos Completos
![Page 37: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/37.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.6 Ciclos Completos
![Page 38: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/38.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.6 Ciclos Completos
![Page 39: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/39.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.7 Balanço de Exergia
![Page 40: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/40.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.7 Balanço de Exergia
![Page 41: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/41.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.7 Balanço de Exergia (versus balanço de energia)
Diagrama de Grassmann(balanço exergético)
Diagrama de Sankey(balanço energético)
![Page 42: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/42.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.8 Análise dos Ciclos Termodinâmicos
![Page 43: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/43.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.8 Análise dos Ciclos Termodinâmicos
![Page 44: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/44.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.8 Análise dos Ciclos Termodinâmicos
![Page 45: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/45.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.8 Análise dos Ciclos Termodinâmicos
![Page 46: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/46.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.8 Análise dos Ciclos Termodinâmicos
![Page 47: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/47.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.8 Análise dos Ciclos Termodinâmicos
![Page 48: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/48.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.9 Exercícios
• Considere um Ciclo de Carnot a Vapor operando com expansãoe compressão na região bifásica entre 300 e 25 oC. Calcule aeficiência térmica do ciclo:
- em função das temperaturas
- em função das entalpias
• Calcule a eficiência térmica do ciclo anterior, considerando aeficiência isentrópica na compressão de 60% e na expansão 80%.
• Considere agora um Ciclo de Rankine Ideal Simples operandoentre as mesmas pressões. Calcule a eficiência térmica do ciclo.
• Calcule a eficiência térmica do ciclo anterior, considerando aeficiência isentrópica na compressão de 92% e na expansão 80%
![Page 49: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/49.jpg)
3. Ciclo Rankine
3.9 Exercícios
• Considere o Ciclo de Rankine anterior com superaquecimentoaté 500 oC. Calcule a eficiência térmica do ciclo:
- ciclo ideal
- ciclo real
• Considere o Ciclo de Rankine anterior com reaquecimento até500 oC. Calcule a eficiência térmica ótima do ciclo:
- ciclo ideal
- ciclo real
• Para cada um dos casos anteriores (Ciclos de Rankine), avaliea vantagem do aquecimento regenerativo (aberto e fechado),sabendo que água chega na caldeira como líquido saturado.
![Page 50: 1. Ciclos a Vapor](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042604/577c83de1a28abe054b69897/html5/thumbnails/50.jpg)
4. Bibliografia Base