Questões de Concurso sobre Turbinas termomecânicas (elementos, características e classificação)

Uma mesma unidade terá, ao longo de um ano, eficiência média superior operando nos trópicos em comparação com outra unidade idêntica operando na Sibéria, por exemplo.

Em plantas de turbina a gás, um importante dispositivo é o resfriador de ar de entrada do compressor, responsável pelo aumento da massa específica deste, que, por sua vez, acarreta melhor desempenho ao ciclo.

Considerando que o combustível possua poder calorífico inferior igual a 30 MJ/kg, um ciclo de turbina a gás com eficiência teórica de 40%, em que 10 MW são rejeitados para o meio, consumirá mais de 0,55 kg/s desse combustível.

A utilização de palhetas cerâmicas na turbina a gás, altas eficiências isentrópicas para o compressor e a turbina a vapor, e diminuição na pressão de condensação do ciclo Brayton melhoram o rendimento global do ciclo combinado.

Considerando o calor específico do ar da ordem de 1,0 kJ (kg × K), as temperaturas de entrada e saída da turbina (100% eficiência isentrópica) de 1.200 ºC e 600 °C, respectivamente, é correto afirmar que o trabalho líquido de uma planta de turbina a gás com fluxo mássico de 100 kg/s é da ordem de 60 MW.

Os preaquecedores de ar dos ciclos de turbina a gás são mais eficientes quando a planta opera em ciclo combinado, isto é, mais calor pode ser transferido ao ar de entrada da câmara de combustão.

A aceleração do gás em bocais de expansão ocorre em uma parte convergente e, em seguida, divergente porque o processo real não é totalmente isentrópico, de forma que o calor gerado pelo atrito nas altas velocidades provoca aumento do volume específico do gás exigindo maiores áreas de escoamento.

Em uma turbina a gás, a expansão pode ser considerada adiabática de forma que o atrito, ao longo do processo, promove aumento da temperatura do gás, reduzindo a eficiência global do sistema.

Transferência de calor, dos gases de descarga da turbina para o gás de descarga do compressor, é benéfico do ponto de vista da eficiência global do ciclo, porém às custas de grande capital inicial para a planta de geração de potência.

Em sistemas regenerativos, de ciclo fechado, a substituição do ar por um outro gás pode reduzir consideravelmente o custo do trocador de calor em função de algumas propriedades deste novo fluido.