Máquinas Térmicas Prof. (digite seu nome aqui) Seção 6 – Ciclo Brayton.

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1 Máquinas Térmicas Prof. (digite seu nome aqui) Seção 6 – Ciclo Brayton

2 Objetivos: O aluno deverá estudar os ciclos que envolvam turbinas à gás.

3 Introdução

4 Introdução (continuação)

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10 Ciclo Brayton

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22 Exemplo 1 a)A pressão e a temperatura em cada ponto do ciclo. b)O trabalho no compressor, o trabalho na turbina e o rendimento do ciclo.

23 Exemplo (Isentrópico) Lembrando que a entalpia de um gás perfeito é função apenas da temperatura:

24 Exemplo (Isentrópico) Lembrando que a entalpia de um gás perfeito é função apenas da temperatura:

25 Exemplo

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28 Ciclo Simples com Regenerador

29 Ciclo Simples com Regenerador (continuação)

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31 Diagrama T-s Diagrama P-v Ciclo Ideal Simples com Regenerador

32 Ciclo Simples com Regenerador Porém, para o regenerador ideal, T y = T x

33 Ciclo Simples com Regenerador

34 Exemplo 2

35 Exemplo

36 Ciclo Padrão a Ar Para Propulsão à Jato

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38 TipoDescriçãoVantagensDesvantagens Jato de água Expele água para trás de uma embarcação Pode funcionar em águas rasas; potente; menos prejudicial a vida marinha Pode ser menos potente que uma hélice; mais vulnerável a danos Termojato Mais primitivo tipo de motor a jato. Essencialmente é um motor a pistão turbocomprimido com tubo de exaustão típico de um jato Maior velocidade de empuxo do que um motor a hélice; melhor empuxo em alta velocidade Pesado, ineficiente e pouco potente Turbojato Termo genérico para uma simples turbina Simplicidade do desenho Desenho básico; perde muitas das melhorias em eficiência e potência

39 TipoDescriçãoVantagensDesvantagens Turbofan Compressor de primeiro estágio ampliado para fornecer o fluxo de ar adicional em torno do motor Um dos mais silenciosos devido a um fluxo de ar maior; velocidade total de exaustão mais baixa, ainda que eficiente em uma escala de velocidades subsônicas; temperatura de exaustão mais baixa Maior complexidade (dutos de ar adicionais, necessidade de eixos duplos); motor de diâmetro maior; pás da ventoinha mais pesadas; mais suscetível a danos; uso em velocidades supersônicas limitado devido a probabilidade de sofrer danos; mais adequado às velocidades subsônicas Foguete Transporta o material propelente internamente, lançando um jato para a propulsão Poucas partes móveis; escalas de velocidade Mach 0 a Mach 25 ou mais; eficiente em velocidades muito altas (maiores que Mach 10,0 ou mais). Relação empuxo/peso acima de 100; não possui complexas entradas de ar; alto índice de compressão; altíssima velocidade de exaustão (hipersônica); boa relação custo/empuxo; mais fácil de testar; trabalha bem na estratosfera e mais adequado à estruturas de alta velocidade Necessita de grandes quantidades de propelente; impulso específico muito pequeno, entre 100-450 segundos; reutilização da câmara de combustão dificultada dado o extremo estresse térmico sofrido na operação; a necessidade de transportar combustíveis altamente voláteis aumentam os riscos de aplicação; muito barulhento

40 Exercícios

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