{"id":989,"date":"2014-06-25T11:48:20","date_gmt":"2014-06-25T14:48:20","guid":{"rendered":"http:\/\/www.gt2.com.br\/?p=989"},"modified":"2014-07-18T10:55:40","modified_gmt":"2014-07-18T13:55:40","slug":"ciclo-rankine-organico-conteudo","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/2014\/06\/25\/ciclo-rankine-organico-conteudo\/","title":{"rendered":"Ciclo Rankine Org\u00e2nico – Conte\u00fado"},"content":{"rendered":"
\n

O Ciclo Rankine Convencional<\/strong><\/p>\n

O ciclo Rankine convencional \u00e9 um ciclo termodin\u00e2mico que utiliza \u00e1gua como fluido de trabalho. As usinas sucroalcooleiras e de ciclo combinado utilizam, em seus processos, o ciclo Rankine. Os principais componentes que comp\u00f5em este ciclo s\u00e3o: (i) bomba, (ii) evaporador, (iii) turbina e (iv) condensador, conforme Figura 1.<\/p>\n

\"Figura<\/a>

Figura 1 – Esquema do ciclo Rankine convencional.<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

A \u00e1gua \u00e9 bombeada de uma press\u00e3o baixa para uma press\u00e3o alta utilizando-se uma bomba (processo 1-2). A \u00e1gua pressurizada entra no economizador e no evaporador, onde \u00e9 aquecida at\u00e9 se tornar vapor superaquecido (processo 2-3). O vapor superaquecido expande atrav\u00e9s de uma turbina para gerar trabalho de eixo (processo 3-4). Por fim, o vapor entra no condensador, onde \u00e9 resfriado at\u00e9 a condi\u00e7\u00e3o de l\u00edquido saturado (processo 4-1).<\/p>\n

A Figura 2 mostra o diagrama T-s (temperatura vs. entropia) representativo do ciclo Rankine convencional. Observa-se que a\u00a0curva de vapor saturado possu\u00ed inclina\u00e7\u00e3o negativa, caracter\u00edsticas de fluidos \u00famidos. Por esta raz\u00e3o, o fluido na sa\u00edda da turbina \u00e9 constitu\u00eddo de uma mistura de vapor e \u00e1gua saturada.<\/p>\n

\"Figura<\/a>

Figura 2 – Diagrama T vs. S do ciclo Rankine convencional.<\/p><\/div>\n

 <\/p>\n

A presen\u00e7a de l\u00edquido dentro da turbina pode causar eros\u00e3o nas palhetas do equipamento e, tamb\u00e9m, redu\u00e7\u00e3o da sua efici\u00eancia.\u00a0Tipicamente, o requisito m\u00ednimo de umidade \u00e9 de 85%. Para satisfaz\u00ea-lo, o fluido na entrada da turbina deve ser superaquecido, demandando grandes quantidades de calor. Em usinas do tipo ciclo combinado, a temperatura dos gases de exaust\u00e3o das turbinas a g\u00e1s, respons\u00e1veis pelo superaquecimento da \u00e1gua do ciclo Rankine, \u00e9 de 600\u00baC, aproximadamente.<\/p>\n

Para fontes de calor de mais baixa temperatura, duas alternativas podem ser adotadas. A primeira \u00e9 aumentar a \u00e1rea de troca de calor da caldeira. Em contra partida, o custo do equipamento tamb\u00e9m aumenta. Outra possibilidade \u00e9 a substitui\u00e7\u00e3o da \u00e1gua por outro fluido de trabalho que possua propriedades termodin\u00e2micas adequadas \u00e0 temperatura dispon\u00edvel.<\/p>\n

Ciclo Rankine Org\u00e2nico<\/strong><\/p>\n

Outros fluidos de trabalho podem ser utilizados no ciclo Rankine, no entanto, a escolha do fluido depender\u00e1 da temperatura de trabalho dispon\u00edvel pela fonte quente. Quando se pretende trabalhar a altas temperaturas (acima de 400 \u00b0C), fluidos com altas temperaturas cr\u00edticas (como o merc\u00fario ou o pot\u00e1ssio) s\u00e3o prefer\u00edveis. Por ser facilmente encontrado, n\u00e3o t\u00f3xico e de baixo custo, o fluido mais utilizado para temperaturas medianas \u00e9 a \u00e1gua.<\/p>\n

Entretanto, para temperaturas reduzidas, inferiores a 300\u00baC, o ciclo Rankine org\u00e2nico (ORC \u2013\u00a0Organic Rankine Cycle<\/em>)\u00a0apresenta vantagens significativas em efici\u00eancia quando comparado ao ciclo Rankine convencional. Tal ciclo recebe esta denomina\u00e7\u00e3o devido ao fato de trabalhar com fluidos org\u00e2nicos, como refrigerantes, iso-butano, n-pentano, n-hexano, etc. Al\u00e9m do ganho com efici\u00eancia, devido ao reduzido calor de evapora\u00e7\u00e3o dos fluidos org\u00e2nicos, o ORC\u00a0oferecem a vantagem de maior vida \u00fatil e menores custos de manuten\u00e7\u00e3o, uma vez que \u00e9 poss\u00edvel utilizar turbinas mais simplificadas devido \u00e0 reduzida diferen\u00e7a de entalpia na expans\u00e3o.<\/p>\n

O ciclo Rankine org\u00e2nico pode ser utilizado em diversos setores industriais, melhorando a efici\u00eancia t\u00e9rmica dos processos e, consequentemente, reduzindo as emiss\u00f5es de gases que causam o efeito estufa, como o CO2. Pode-se listar as seguintes aplica\u00e7\u00f5es para o ciclo org\u00e2nico:<\/p>\n

    \n
  1. Turbinas a g\u00e1s e motores alternativos;<\/li>\n
  2. Ind\u00fastria de cer\u00e2mica;<\/li>\n
  3. Siderurgia (sa\u00edda dos altos fornos);<\/li>\n
  4. Biomassa;<\/li>\n
  5. Petroqu\u00edmica;<\/li>\n
  6. Minera\u00e7\u00e3o;<\/li>\n
  7. Usinas termosolares; e<\/li>\n
  8. Usinas geot\u00e9rmicas.<\/li>\n<\/ol>\n

    A GT2 Energia desenvolveu um prot\u00f3tipo de laborat\u00f3rio, in\u00e9dito no Brasil, capaz de demonstrar o princ\u00edpio de funcionamento de um\u00a0ORC, aproveitando calor de rejeito de diversos processos.\u00a0Assista um v\u00eddeo demonstrativo aqui<\/a>.<\/span><\/span><\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    O Ciclo Rankine Convencional O ciclo Rankine convencional \u00e9 um ciclo termodin\u00e2mico que utiliza \u00e1gua como fluido de trabalho. As usinas sucroalcooleiras e de ciclo combinado utilizam, em seus processos, o ciclo Rankine. Os principais componentes que comp\u00f5em este ciclo s\u00e3o: (i) bomba, (ii) evaporador, (iii) turbina e (iv) condensador, conforme Figura 1.   A<\/p>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-989","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news"],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/989","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/users\/4"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=989"}],"version-history":[{"count":13,"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/989\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1035,"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/989\/revisions\/1035"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=989"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=989"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"http:\/\/www.gt2.com.br\/wordpress\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=989"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}