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Ciclo Brayton-slides, Slides de Engenharia Mecânica

Slides Ciclo Brayton

Tipologia: Slides

2011

Compartilhado em 28/02/2011

pedro-rela-3
pedro-rela-3 🇧🇷

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1
Ciclo de Potência
Ciclo de Potência
Ar
Ar-
-Padrão
Padrão
Brayton
Brayton
Prof. Cláudio Peres
Ciclo
Ciclo Brayton
Brayton
Ciclo típico das turbinas a gás
Vantagens em relação ao ciclo Rankine:
As turbinas a gás sã o mais leves e mais
compactas
Melhor relação Potência/Peso
adequada para
aplicações em:
Transportes: veículos terrestres; propulsão de
aeronaves; instalações de potência marítimas etc
Geração de potência (unidades estacionárias)
Ciclo
Ciclo Brayton
Brayton (ar
(ar-
-padrão frio)
padrão frio)
Características:
Ar é o fluido de trabalho em todo o ciclo
O ar é sempre um gás ideal, com massa fixa (não há
processo de admissão ou de exaustão)
A combustão é substituída pelo aquecimento do ar a partir de
uma fonte externa
A descompressão final é substituída pelo resfriamento do ar
Todos os processos são internamente reversíveis
Os calores específicos são considerados constantes nos
seus valores para temperatura ambiente
Ciclo
Ciclo Brayton
Brayton
(tipos de ciclo)
•Aberto
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Ciclo
Ciclo Brayton
Brayton
(tipos de ciclo)
•Fechado
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Ciclo
Ciclo Brayton
Brayton
(instalação de potência)
Esquema simplificado
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Ciclo de PotênciaCiclo de Potência ArAr--PadrãoPadrão BraytonBrayton

Prof. Cláudio Peres

Ciclo Brayton CicloBrayton

  • Ciclo típico das turbinas a gás
  • Vantagens em relação ao ciclo Rankine:
    • As turbinas a gás são mais leves e mais compactas
    • Melhor relação Potência/Peso → adequada para aplicações em: - Transportes: veículos terrestres; propulsão de aeronaves; instalações de potência marítimas etc - Geração de potência (unidades estacionárias)

Ciclo Brayton CicloBrayton (ar-(ar-padrão frio)padrão frio)

Características:

  • Ar é o fluido de trabalho em todo o ciclo
  • O ar é sempre um gás ideal, com massa fixa (não há processo de admissão ou de exaustão)
  • A combustão é substituída pelo aquecimento do ar a partir de uma fonte externa
  • A descompressão final é substituída pelo resfriamento do ar
  • Todos os processos são internamente reversíveis
  • Os calores específicos são considerados constantes nos seus valores para temperatura ambiente

Ciclo Brayton CicloBrayton

(tipos de ciclo)

  • Aberto

1

2 3

4

w c wt

wlíq

CicloCiclo BraytonBrayton

(tipos de ciclo)

  • Fechado

1

2 3

4

w c wt

wlíq

Ciclo Brayton CicloBrayton

(instalação de potência)

  • Esquema simplificado

w c

wlíq

(instalação de potência)

w c

wlíq

(instalação de potência)

w c

wlíq

CicloCiclo BraytonBrayton

(componentes principais)

  • Compressor radial

w c

wlíq

Ciclo Brayton CicloBrayton

(componentes principais)

  • Compressor axial

w c

wlíq

Estator

Rotor

CicloCiclo BraytonBrayton

(componentes principais)

  • Turbina

Ciclo Brayton CicloBrayton

(componentes principais)

  • Turbina

(instalação de potência)

  • Grande Porte

(propulsão de aeronaves)

w líq

  • Motor Turbojato

Compressor (baixa pressão) Compressor (alta pressão)

Turbina (^) Tubeira

CicloCiclo BraytonBrayton

(propulsão de aeronaves)

  • Motor Turbojato

w líq

Compressor (alta pressão)

Compressor (baixa pressão)

Combustor

Turbina (alta pressão) Turbina (baixa pressão)

Ciclo Brayton CicloBrayton

(propulsão de aeronaves)

  • Motor Turbojato

CicloCiclo BraytonBrayton

(propulsão de aeronaves)

  • Motor Turbojato com Pós-queimador

Ciclo Brayton CicloBrayton

(propulsão de aeronaves - outras aplicações)

  • Turbohélice

Velocidade limite de vôo: 600 km/h

(propulsão de aeronaves - outras aplicações)

  • Turbofan

Velocidade limite de vôo: 1000 km/h

(propulsão de aeronaves - outras aplicações)

  • Estatorreator

Não exige nem compressor nem turbina. Para operar, a aeronove já deve estar em vôo a alta velocidade.

CicloCiclo BraytonBrayton

(central termelétrica)

Ciclo de Potência Combinado Ciclo de Potência Combinado

(turbina a gás e a vapor)

Ciclo de Potência CombinadoCiclo de Potência Combinado

(Endesa)

  • Ciclo Brayton: η= 37 %
    • Ciclo Combinado: η= 50 %
      • Turbina a gás
      • Caldeira de recuperação+Turbina a vapor