Portfólio Fenômenos do Transporte - Ciclos Térmicos

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ENSINO PRESENCIAL COM SUPORTE ead

engenharia de produção – módulo Cientifico II

vinícius tadeu menezes galvão - 232322012

portfólio 01

Fenômenos de Transporte

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Guarulhos

2016

vinícius tadeu menezes galvão

Ciclos Termodinâmicos

Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia de Produção  da Faculdade ENIAC para a disciplina  de Fenômenos de Transporte.

Profº.: Francisco Lameiras.

Guarulhos

2016

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1. Elabore uma síntese sobre os principais ciclos termodinâmicos motores. Você deverá abordar, principalmente, os ciclos: Rankine ideal, Rankine com Reaquecimento, Rankine Regenerativo, Otto, Diesel e Brayton.

O ciclo Rankine Ideal

O ciclo Rankine é apropriado para a produção de potência, tendo a água com fluido de trabalho. Na figura seguinte observa-se o funcionamento do ciclo fechado, com a elevação de pressão da água pela bomba (processo 1-2), elevação da temperatura da água até estado de saturação (processo 2-2’), mudança de fase na caldeira (processo 2’- 3’), superaquecimento (processo 3’- 3), expansão adiabática na turbina (processo 3-4), e finalmente condensação do vapor no condensador (processo 4-1). Os processos de aquecimento, vaporização e superaquecimento ocorrem no gerador de vapor.

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O ciclo Rankine com Reaquecimento

Uma configuração com reaquecimento na saída de uma turbina. Num esquema como este, é necessário o uso de duas ou mais turbinas, podendo haver reaquecimento simples ou duplo. O reaquecimento simples ocorre entre uma turbina de alta pressão e outra de baixa ou média pressão. Para o reaquecimento duplo é necessário haver no mínimo três turbinas, com reaquecimento entre cada uma delas. O reaquecimento não promove uma melhoria significativa no rendimento do ciclo, porem conduz a uma melhoria do título do vapor na saída da turbina, evitando assim excesso de umidade nas palhetas dos últimos estágios.

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O ciclo Rankine Regenerativo

Constitui-se numa variante do ciclo de Rankine (figura 2.3), em que vapor é extraído da turbina para pré-aquecer o líquido saturado que sai do condensador. Isto faz com que menor quantidade de calor seja transferido para o líquido que entra no gerador de vapor, aumentando o rendimento, pelo fato que o calor cedido se encontra no denominador da equação de rendimento.

Por outro lado, como a partir do ponto de extração, ocorre a diminuição da vazão de vapor nos estágios subsequentes da turbina, esta tem a sua potência reduzida, o que, entretanto não chega a diminuir o rendimento do ciclo. Trata-se de um compromisso entre uma redução de potência disponibilizada pela turbina e um aumento geral de rendimento, ainda mais se for considerado que parte da energia térmica que seria rejeitada no condensador é utilizada no processo de pré-aquecimento. Outro aspecto importante a ser mencionado é a redução da necessidade diária de combustível o que afeta o custo por KW produzido pelo gerador.

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Ciclo Otto

Ciclo Otto forma de ciclo motor que usa como combustível a gasolina, o alcool e o gas natural, é o tipo de motor usado no veiculos.Abaixo vemos de uma forma simplificada o seu funcionamento:

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O Ciclo ideal Otto

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Ciclo Diesel

O motor diesel ou motor de ignição por reação, é um motor de combustão interna ou seja, a infamação do combustível ocorre por reação do ar comprimido com o óleo injetado dentro da câmara de combustão no momento de maior compressão.[pic 8][pic 9]

O ciclo ideal Diesel

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Ciclo Brayton

É um ciclo ideal, um aproximação que ocorre nos processos térmicos que ocorre nas turbinas a gás, descrevendo uma variação de pressão e temperatura dos gases. É o tipo usado nas turbina a jato, onde o ar entra nas turbina a alta pressão e chegando a câmara de combustão de forma a gerar uma grande potência ao passar pelas pás da mesma.

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O Ciclo ideal Brayton

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2. Faça uma comparação dos ciclos motores com os ciclos frigoríficos.

O ciclo de refrigeração ou ciclo frigorífico é um ciclo termodinâmico que constitui o modelo matemático que define o funcionamento das máquinas frigoríficas e das bombas de calor. A diferença entre uma bomba de calor e uma máquina frigorífica normal consiste em esta última apenas poder ser usada para arrefecimento enquanto que a primeira pode ser usada tanto para arrefecimento como para aquecimento. No seu processo de aquecimento, a bomba de calor também utiliza um ciclo de refrigeração. Para tal, a bomba de calor tem a possibilidade de escolher qual das serpentinas é que deve funcionar como condensador, funcionando a outra como evaporador. Nos climas mais frios, é comum a utilização, em residências, de bombas de calor que apenas permitem o aquecimento tornando-as mais simples e baratas  uma vez que o arrefecimento raramente é necessário.