Enunciado
Uma central de potência a vapor, operando num ciclo de Rankine, apresenta como valores de entalpia na entrada e na saída da caldeira, respectivamente, 200 kJ/kg e 2.900 kJ/kg. Sabendo-se que o trabalho desenvolvido pela turbina vale wt = 1.009 kJ/kg e que o trabalho de entrada na bomba é dado por wb = 10 kJ/kg, um engenheiro obtém, em %, para o rendimento do ciclo, o valor de
Alternativas
- A)
33
- B)
35
- C)
37
- D)
40
- E)
42
Gabarito e comentário
Resposta correta: C
Essa questão é direta, mas exige atenção ao balanço de energia do ciclo de Rankine, ponto em que a CESGRANRIO costuma explorar erros de sinal ou troca de termos. No ciclo, o rendimento térmico é definido como a razão entre o trabalho líquido produzido e o calor fornecido na caldeira. A forma geral do rendimento térmico pode ser expressa como a razão entre o trabalho líquido do ciclo e o calor fornecido ao fluido de trabalho. Inicialmente, considera-se que o trabalho líquido é obtido pela diferença entre o trabalho da turbina e o trabalho consumido pela bomba. Em seguida, o calor fornecido na caldeira é determinado pela diferença de entalpias entre a saída da caldeira e a entrada do fluido nesse equipamento. Substituindo essas expressões na definição de rendimento, obtém-se a relação completa em função das entalpias nos diferentes pontos do ciclo. Para expressar o resultado em termos percentuais, basta multiplicar o valor obtido por 100. O ponto central explorado nesse tipo de questão consiste em não esquecer de subtrair o trabalho da bomba ao calcular o trabalho líquido e em determinar corretamente o calor fornecido na caldeira por meio da diferença de entalpias.