CURSO DE GESTlO DÊ USINAS TERMELÉTRICAS
D I S C I P L I N A 2 E N G E N H A R I A T E R M O D I N Â M I C A A P L I C A D A EM T E R M E L É T R I C A S
SUMÁRIO
MÓDULO DE ABERTURA
APRESENTAÇÃO
OBJETIVOS E CONTEÚDOS
ATIVIDADES
AVALIAÇÃO
BIBLIOGRAFIA
PROFESSOR-AUTOR
SUPORTE
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MÓDULO 1 - CONCEITOS FUNDAMENTAIS DE ENGENHARIA TERMODINÂMICA ... 12
APRESENTAÇÃO
12
UNIDADE 1 - Propriedades Termodinâmicas
12
1.1 - Temperatura e Escalas de Temperatura
12
1.2 - Pressão
13
1.3 - Volume Específico e Densidade
14
1.4 - Energia Interna e Entalpia
15
UNIDADE 2 - Substância Pura e Diagramas Termodinâmicos
15
2.1 - Propriedades e Tabelas Termodinâmicas
16
2.2 - Sistema e Volume de Controle
18
2.3 - Trabalho e Calor
18
2.4 - Equação de Estado, Gás Perfeito
19
2.5 - Calores Específicos
21
2.6 - Lei da Conservação de Massa ou da Continuidade
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2.7 - Lei da Conservação da Energia ou Primeira Lei da Termodinâmica
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2.8 - Exemplo de Conservação de energia em regime permanente
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UNIDADE 3 - Segunda Lei da Termodinâmica
28
UNIDADE 4 - Processos Termodinâmicos
30
4.1 - Variação da Entropia em um Gás Perfeito
31
4.2 - Processo Politrópico Reversível para um Gás Perfeito
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UNIDADE 5 - Autoavaliação
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5.1 - Autoavaliação
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MÓDULO 2 - CICLOS DE POTÊNCIA - RANKINE
APRESENTAÇÃO
UNIDADE 1 - Ciclo de Carnot
UNIDADE 2 - Ciclos de Rankine
2.1 - Ciclo de Rankine Simples
2.2 - Ciclo de Rankine com Superaquecimento
2.3 - Ciclo de Rankine com Reaquecimento
2.4 - Ciclo de Rankine Regenerativo
2.5 - Perdas no Ciclo de Rankine
UNIDADE 3 - Tipos de Turbinas a gás
3.1 - Turbinas Industriais - Características
3.2 - Turbinas Aeroderivativas
3.3 - Características gerais
3.4 - Componentes principais
3.5 - Outros Componentes
3.6 - Sistemas auxiliares
UNIDADE 4 - O Ciclo de Brayton Simples
4.1 - Balanço térmico dos equipamentos
4.2 - Diagramas importantes
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D I S C I P L I N A 2 E N G E N H A R I A T E R M O D I N Â M I C A A P L I C A D A EM T E R M E L É T R I C A S
4.3 - Eficiência ou rendimento térmico, ntérmico
4.4 - O Ciclo Brayton Simples com ineficiências
4.5 - O Ciclo BRAYTON com Regenerador ou Recuperador de Calor
4.6 - Parâmetros de Especificação e de D e s e m p e n h o
4.7 - Parâmetros que Afetam o D e s e m p e n h o
4.8 - Emissões
4.9 - Melhorando o D e s e m p e n h o das Turbinas
UNIDADE 5 - Ciclo combinado Brayton-Rankine
5.1 - A Eficiência térmica do Ciclo
5.2 - Ciclo combinado - configurações
5.3 - Ciclo combinado - Caldeira de Recuperação
UNIDADE 6 - Autoavaliação
6.1 - Autoavaliação
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MÓDULO 3 - MOTORES DE C O M B U S T Ã O INTERNA
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APRESENTAÇÃO
82
UNIDADE 1 - Motores de C o m b u s t ã o Interna - MCI a Pistão de Movimento
Alternativo
82
1.1 - Motor de Ciclo Otto (ignição por centelha)
83
1.2 - Motor de Ciclo Diesel (ignição por compressão ou espontânea)
83
1.3 - Fenômenos Principais que Ocorrem em um MCI
84
UNIDADE 2 - Motores de C o m b u s t ã o Interna - MCI x Máquina Térmica
84
2.1 - Análise pelo Ciclo Padrão a A r
84
2.2 - Ciclo Otto x Motor de C o m b u s t ã o Interna
85
2.3 - Ciclo Mecânico do motor de 4 t e m p o s , ignição por centelha e processos
termodinâmicos
86
2.3.1 - Parâmetros Geométricos do Cilindro
86
2.3.2 - Definições de d e s e m p e n h o e testes
87
2.4 - As quatro fases do Motor de C o m b u s t ã o Interna
88
2.5 - Relação ou Razão C o m b u s t í v e l - A r , (F)
89
UNIDADE 3 - Análise T e r m o d i n â m i c a do Ciclo Otto
91
3.1 - Rendimento Térmico do Ciclo Otto
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3.2 - Eficiência Térmica x Razão de C o m p r e s s ã o para um Ciclo Otto
94
3.3 - Aspectos principais em que o ciclo a ar Otto se afasta do motor real
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UNIDADE 4 - O Ciclo Diesel
95
4.1 - Funcionamento do Ciclo Diesel
96
4.2 - Análise do Ciclo Diesel
96
4.3 - Rendimento Térmico do ciclo Diesel
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UNIDADE 5 - O Ciclo Otto x Ciclo Diesel
99
UNIDADE 6 - Autoavaliação
100
6.1 - Autoavaliação
100
MÓDULO 4 - CICLOS DE R E F R I G E R A Ç Ã O
APRESENTAÇÃO
UNIDADE 1 - Ciclo de compressão mecânica a v a p o r
1.1 - Ciclo padrão de compressão mecânica a v a p o r
1 . 1 . 1 - Definições
1.2 - Ciclo real de compressão mecânica a v a p o r
UNIDADE 2 - Autoavaliação
2.1 - Autoavaliação
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MÓDULO 5 - PSICROMETRIA E EQUIPAMENTOS DE T R A N S F E R Ê N C I A DE CALOR EM
AR ÚMIDO
109
APRESENTAÇÃO
109
UNIDADE 1 - Parâmetros e Processos Psicrométricos
109
1.1 - Umidade Absoluta
109
1.2 - Umidade Relativa
110
1.3 - V o l u m e Específico
111
1.4 - Entalpia e Entalpia Específica
112
1.5 - Temperatura de Bulbo Seco
113
1.6 - Temperatura de Orvalho
113
1.7 - Processo de Saturação Adiabática
116
1.8 - Psicrômetro e Temperatura de Bulbo Úmido
118
1.9 - TBU x Temperatura de Bulbo Úmido T e r m o d i n â m i c a
119
UNIDADE 2 - Diagrama Psicrométrico
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UNIDADE 3 - Processos elementares
121
3.1 - Desumidificação por resfriamento
121
3.2 - Mistura adiabática de dois fluxos de ar úmido
123
3.3 - Umidificação adiabática do A r úmido
125
3.4 - Torres de Resfriamento
127
3.5 - Torres de resfriamento de fluxo de contra-corrente
129
3.6 - Torres de resfriamento de fluxo cruzado
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UNIDADE 4 - Autoavaliação
133
4.1 - Autoavaliação
133
MÓDULO 6 - N O Ç Õ E S DE C O M B U S T Ã O
APRESENTAÇÃO
UNIDADE 1 - Princípios de C o m b u s t ã o
1.1 - Tipos de C o m b u s t ã o
1.2 - Estequiometria
UNIDADE 2 - Propriedades dos combustíveis - Conceitos básicos dos
combustíveis e sua c o m b u s t ã o
2.1 - Poder Calorífico
2.2 - Limites de Inflamabilidade
2.3 - Velocidade de C h a m a
2.4 - Temperatura Adiabática de C h a m a
2.5 - Temperatura mínima de Auto-Ignição
2.6 - Temperatura de fulgor
UNIDADE 3 - Autoavaliação
3.1 - Autoavaliação
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