Questões de Concurso Sobre turbinas a vapor (elementos, características e classificação) em engenharia mecânica

Considere os ciclos de Rankine e Brayton utilizados em sistemas de geração de energia. Assinale a alternativa correta sobre esses ciclos.

Turbinas a vapor são máquinas de fluxo utilizadas para converter a energia do vapor em trabalho mecânico. Considerando os diferentes tipos de turbinas a vapor e suas características, assinale a opção correta. 

Uma turbina a gás atua de modo que a pressão máxima é o quádruplo da pressão mínima para uma razão de calores específicos de 2. Para essa configuração, a eficiência térmica dessa turbina pode ser modelada de tal modo que seja aproximadamente

Um gerador de gás básico funciona com os seguintes componentes:

A vazão mássica que entra em uma turbina a vapor d’água é de 1,5 kg/s, e o calor cedido pela turbina é de 15 kW. Determine a potência fornecida pela turbina, desprezando-se a variação da energia potencial. Dados: Velocidade na entrada: 60 m/s Velocidade na saída: 180 m/s Entalpia na entrada: 3180 kJ/kg Entalpia na saída: 2670 kJ/kg

O vapor numa caldeira está a 227 ºC (aprox. 500 K) e é usado num pistão para produzir trabalho mecânico, escapando em seguida para a atmosfera a temperatura igual a 107 ºC (aprox. 380 K). Assinale o máximo rendimento teórico desta máquina a vapor.

Uma turbina a gás tem vários estágios de pressão, cada um deles contendo um conjunto de bocais que provocam a aceleração do gás, seguidos por paletas ligadas ao rotor. A função dos bocais é enviar para as pás uma quantidade de gases em alta velocidade, para provocar a rotação do rotor. São conhecidos os seguintes dados relativos ao gás que passa pelo bocal de expansão.

Temperatura na entrada: 462,5 K

Temperatura na saída: 400 K

Velocidade na entrada: 10 m/s

Calor específico do ar: CP = 1,0 kJ/kg . K

Entalpia do ar: h = C_P.T

Assinale, entre as alternativas a seguir, aquela que mais se aproxima da velocidade na saída do bocal.

Uma turbina a jato de um avião admite ar a 50 m/s e descarrega ar a 80 m/s. A velocidade de admissão e a de descarga do ar têm a direção do eixo da turbina. A vazão de ar na turbina é igual a 200 kg/s. A força, em kN, que a turbina exerce sobre o avião é

As figuras a seguir apresentam dois ciclos termodinâmicos ideais, baseando-se em diagramas T-s.

Os ciclos (a) e (b) são utilizados para descrever o funcionamento de, respectivamente,

As caldeiras geradoras de vapor são equipamentos utilizados em diversos processos industriais e também em instalações de testes aeroespaciais. O vapor gerado pode ser saturado ou superaquecido.
A esse respeito, analise os itens a seguir.

I. O vapor superaquecido é necessário para processos onde não deve ocorrer condensação do vapor, pois a presença de gotículas de água no fluxo pode provocar desgaste acentuado do equipamento.
II. Turbinas a vapor usam vapor saturado como fluido de operação.
III. O vapor saturado é usado em camisas de aquecimento de tanques de processo.

Está correto o que se afirma em:

O Ciclo Rankine é um ciclo termodinâmico que converte energia térmica em energia mecânica. Nesse ciclo, a regeneração contribui para a melhora da eficiência do sistema, pois busca:

No ciclo de funcionamento de uma turbina a vapor, a fase de expansão corresponde a uma transformação termodinâmica do tipo

Considerando que W é o trabalho realizado, Q é o calor, m é a taxa de fluxo de massa, h é a entalpia e η é o rendimento, assinale a opção que apresenta a equação fundamental para calcular a potência de uma turbina a vapor.