Você observa, então, que a caldeira consegue fornecer, no máximo, uma quantidade de calor igual a Q1 = 1200 kJ/kg para a usina — e, obviamente, pode fornecer valores inferiores. Temos, ainda, que uma fonte independente de aquecimento, que só deve operar quando for estritamente necessário, é capaz de fornecer calor até Q2 = 400 kJ/kg.
Em situações de operação normal, existem dois drenos de energia da usina, sendo eles Q3 = 150 kJ/kg e Q4 = 250 kJ/kg, valores que são fixos. Não há outras fontes de calor ou trabalho, e a potência útil no eixo da turbina não pode ser diferente de 500 kJ/kg. Entretanto, em determinados picos de trabalho, um terceiro dreno de energia entra em operação com Q5 = 600 KJ/kg, valor também fixo e invariante. Analisando a situação, identifique qual será a diferença percentual na eficiência térmica do processo, comparando a operação em regime normal com a situação de pico. Na sequência, explique em qual desses casos a eficiência é maior e o porquê.
Ed
há 2 anos
Na situação de operação normal, a eficiência térmica do processo pode ser calculada pela fórmula: η = (Q1 - Q3 - Q4) / Q1 Substituindo os valores fornecidos, temos: η_normal = (1200 - 150 - 250) / 1200 η_normal = 800 / 1200 η_normal = 0,6667 ou 66,67% Na situação de pico, a eficiência térmica do processo pode ser calculada pela fórmula: η = (Q1 - Q3 - Q4 - Q5) / Q1 Substituindo os valores fornecidos, temos: η_pico = (1200 - 150 - 250 - 600) / 1200 η_pico = 200 / 1200 η_pico = 0,1667 ou 16,67% A diferença percentual na eficiência térmica entre a operação normal e a situação de pico é: Δη = η_normal - η_pico Δη = 66,67% - 16,67% Δη = 50% Portanto, a diferença percentual na eficiência térmica do processo entre a operação normal e a situação de pico é de 50%. A eficiência é maior na operação normal, pois a presença do terceiro dreno de energia no pico de trabalho reduz significativamente a eficiência do processo, devido à maior perda de calor.
Ed
há 3 anos
Com base nas informações fornecidas, podemos calcular a eficiência térmica do processo em regime normal e na situação de pico. Na situação de regime normal, a quantidade de calor fornecida pela caldeira é Q1 = 1200 kJ/kg, e a potência útil no eixo da turbina é de 500 kJ/kg. Portanto, a eficiência térmica em regime normal pode ser calculada pela fórmula: Eficiência térmica = (Potência útil / Calor fornecido) * 100 Eficiência térmica em regime normal = (500 / 1200) * 100 Na situação de pico, além dos drenos de energia Q3 = 150 kJ/kg e Q4 = 250 kJ/kg, temos um terceiro dreno de energia Q5 = 600 kJ/kg. Portanto, a quantidade total de calor fornecida na situação de pico é Q1 + Q3 + Q4 + Q5 = 1200 + 150 + 250 + 600 = 2200 kJ/kg. A potência útil no eixo da turbina continua sendo de 500 kJ/kg. Eficiência térmica na situação de pico = (Potência útil / Calor fornecido) * 100 Eficiência térmica na situação de pico = (500 / 2200) * 100 Para calcular a diferença percentual na eficiência térmica entre a operação em regime normal e a situação de pico, podemos usar a fórmula: Diferença percentual = ((Eficiência térmica na situação de pico - Eficiência térmica em regime normal) / Eficiência térmica em regime normal) * 100 Diferença percentual = ((500 / 2200) - (500 / 1200)) / (500 / 1200) * 100 Após realizar os cálculos, você obterá a diferença percentual na eficiência térmica do processo entre a operação em regime normal e a situação de pico.