Questão 3074656

• Banca: UFMG
• Órgão: UFMG
• Ano: 2019
• Provas: UFMG - 2019 - UFMG - Engenheiro Mecânico
• Disciplina: Engenharia Mecânica
• Assuntos: Sistemas de Refrigeração (ciclo, componentes e psicrometria); Sistemas Termomecânicos

Considere um ciclo de geração de energia a vapor composto por uma bomba, uma turbina, uma caldeira e um condensador, operando com vapor de água como fluido de trabalho. Considere também que esse sistema esteja em regime permanente, e desconsidere as perdas de calor nas tubulações.

Nessa situação, é CORRETO afirmar:

• A. Caso o vapor de água esteja à pressão de condensação de 15 kPa e uma pressão na saída da bomba igual a 3 MPa,é esperado um consumo específico da bomba superior a 3 kJ/kg.
• B. Caso a temperatura do fluido na caldeira seja igual a 500ºC e a do condensador igual a 45ºC, a eficiência de Carnot deve ser superior a 90%.
• C. Caso a potência da turbina seja igual a 50 MW, a taxa de transferência de calor na caldeira igual a 130 MW e a potência realizada pela bomba igual a 3 MW, a taxa de transferência de calor dissipada pelo condensador deve ser, em módulo, igual a 77 MW.
• D. Caso a caldeira possa ser classificada como um sistema (massa de controle) e o processo na caldeira como isovolumétrico, o volume específico para este caso mantém-se constante, logo, com o aumento da temperatura, a pressão deve aumentar.

Gabarito: A

Comentários

• Não entendi essa questão, alguém sabe explicar?

• questão A -

  questão B - Rendimento = Cannot = Tq - Tf / Tq = ( 500 + 273 ) - ( 45+273 ) / ( 500+273) = 0,58 % Errado

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  questão C - Potência que sai da turbina = 50 MW , q entra da caldeira = 130 MW , Potencia que entra da bomba = 3 MW , se fizermos um balanço de energia temos que

  Turbina vai sair energia ( QSAI 1 )

  Caldeira ( Qentra 2 )

  Bomba ( Qentra 3 )

  Condensador ( QSAI 4 )

  As energias que entram e saem do ciclo é representada pela soma de todas energias ( tirando todas as perdas , sistema ideal ) então temos que igualar a 0 para achar QSAI4 ( condensador )

  Qsai4 = 83 MW

  ERRADO

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  D - Massa de controle ou sistema fechado só vai ter troca de calor e trabalho ( sem fluxo de massa ) na caldeira , então a caldeira deixou de ser isobárica ( que é o sistema ideal do ciclo de rankine ) para isovolumétrica , como vai ter troca de calor entra trabalho e energia se a temperatura/pressão diminuir ou aumentar o volume específico do FLUIDO pode variar. Acredito que o processo ISOVOLUMÉTRICO se refere ao volume da caldeira que não irá variar , só vai variar a temperatura e a pressão porém o volume específico ( que são os volumes das moléculas do fluido ) vai variar quando a temperatura e a pressão mudar. NÃO TENHO CERTEZA.

  Pessoal , raciocinei dessa forma , se eu estiver errado ME CORRIGEM!

  A letra A não sei fazer.

• Cheguei na resposta por eliminação. Não sei como conferir a alternativa A (gabarito) somenta com essas informações.

  As outras alternativas foram corretamente justificadas pelo Gustavo Santanna.

  Com relação ao item D, na caldeira, não se trata de um processo à volume constante, apesar do Volume de Controle (VC) relativo á caldeira ser fixo e invariável. No caso, a água está vaporizando (necessariamente), então não há o que se falar em processo isovolumétrico, uma vez que há a expansão da água (para vapor). Por isso, o processo na caldeira não pode ser classificado como isovolumétrico.

  Espero ter esclarecido.

  Bons estudos!

• LETRA A

  Wbomba = V (P1-P2)

  O volume do vapor de água à pressão de condensação é 0,00101m³/kg (ESSA INFORMAÇÃO NÃO FOI DADA).

  Wb = 0,00101m³/kg (0,015-3)MPa = 3,015kj/kg.