CESGRANRIO — Engenharia Mecânica — Ciclo de Brayton — eficiência e balanço de trabalho e calor — 2023
Banca
CESGRANRIO
Órgão
Transpetro
Prova
Transpetro — Engenharia Mecânica — 2023
Ano
2023
Disciplina
Máquinas Térmicas e Processos Naturais
Assunto
Ciclo de Brayton — eficiência e balanço de trabalho e calor
Cargo
Engenharia Mecânica
Enunciado
Em um ciclo Brayton padrão de gás, foi determinado que: • Trabalho no compressor: 458,90 kJ/kg • Trabalho na turbina: 894,9 kJ/kg • Calor liberado para a fonte fria: 284,2 kJ/kg Com essas informações, constata-se que a eficiência do ciclo é igual a:
Alternativas
A)
35,2%
B)
45,1%
C)
51%
D)
57,8%
E)
60,5%
Gabarito e comentário
Resposta correta: E
No ciclo Brayton, o trabalho líquido é a diferença entre o trabalho da turbina e o trabalho do compressor: $W_{liq} = 894{,}9 - 458{,}9 = 436\,\text{kJ/kg}$. Pela primeira lei aplicada ao ciclo, o calor recebido pode ser obtido pela soma do trabalho líquido com o calor rejeitado para a fonte fria: $Q_H = W_{liq} + Q_C = 436 + 284{,}2 = 720{,}2\,\text{kJ/kg}$. A eficiência térmica é: $\eta = \frac{W_{liq}}{Q_H} = \frac{436}{720{,}2} \approx 60{,}5\%$.
No ciclo Brayton, o trabalho líquido é a diferença entre o trabalho da turbina e o trabalho do compressor: $W_{liq} = 894{,}9 - 458{,}9 = 436\,\text{kJ/kg}$. Pela primeira lei aplicada ao ciclo, o calor recebido pode ser obtido pela soma do trabalho líquido com o calor rejeitado para a fonte fria: $Q_H = W_{liq} + Q_C = 436 + 284{,}2 = 720{,}2\,\text{kJ/kg}$. A eficiência térmica é: $\eta = \frac{W_{liq}}{Q_H} = \frac{436}{720{,}2} \approx 60{,}5\%$.