Na instalação de caldeiras, o projeto quase sempre apresenta a opção do ciclo Rankine como o ciclo ideal para a instalação térmica de vapor. As razões são: É mais fácil condensar completamente o vapor e trabalhar somente com líquido na bomba, como no ciclo de Rankine. Envolve o superaquecimento do vapor. No ciclo de Rankine, o vapor é superaquecido à pressão constante. Assim, o ciclo de Rankine é o ciclo ideal que pode ser aproximado na prática. Os seguintes processos compreendem o ciclo Rankine, EXCETO:
- A)Compressor: processo de resfriamento à pressão constante (adiabático).
Errada: no ciclo de Rankine o equipamento é a bomba, não um compressor, e o processo não é de resfriamento à pressão constante.
- B)Turbina: processo de expansão adiabático reversível (isoentrópico).
Certa: a turbina ideal trabalha com expansão adiabática e reversível, isto é, isoentrópica.
- C)Caldeira: processo de aquecimento à pressão constante (isobárico).
Certa em essência: na caldeira o fluido recebe calor à pressão constante, caracterizando um processo isobárico.
- D)Bomba: processo de bombeamento adiabático reversível (isoentrópico).
Certa: a bomba ideal realiza bombeamento adiabático reversível, com variação de pressão aproximadamente isoentrópica.
Gabarito: A
O ciclo de Rankine é o queridinho das usinas a vapor porque ele traduz bem a realidade: a água sai da bomba como líquido, entra na caldeira, vira vapor, expande na turbina e depois volta ao condensador para retornar ao estado líquido. Isso facilita muito a operação, já que bombear líquido exige bem menos trabalho do que tentar comprimir vapor. A ideia central é simples: reduzir o “trabalho chato” e aproveitar melhor a energia térmica do vapor. No ciclo ideal de Rankine, a bomba comprime o líquido de forma adiabática e reversível, ou seja, quase isoentrópica; a caldeira aquece o fluido a pressão constante; e a turbina promove expansão também adiabática e reversível. O condensador fecha a festa retirando calor e convertendo o vapor em líquido, normalmente a pressão constante. Por isso, o ciclo é tão usado em projetos térmicos: ele é uma aproximação prática do que acontece de verdade. A alternativa A está errada porque fala em compressor fazendo resfriamento à pressão constante. No Rankine, não existe compressor para o fluido de trabalho - o elemento é a bomba, e sua função é elevar a pressão do líquido, não resfriá-lo. Além disso, a compressão relevante no ciclo não é a de vapor, mas a de líquido. Em provas, a banca costuma misturar os nomes dos equipamentos e os processos para ver se voce conhece a sequência básica do ciclo. Se voce lembra de bomba, caldeira, turbina e condensador, já elimina boa parte das armadilhas sem sofrimento.