CESGRANRIO — Engenharia Mecânica — Elementos das máquinas — 2010

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

  1. A)

    33

  2. B)

    35

  3. C)

    37

  4. D)

    40

  5. 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.

Questões relacionadas