MÁQUINAS TÉRMICAS

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AULA 5

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CICLO DIESEL

MODELO IDEAL

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CICLO DIESEL MODELO IDEAL

O ciclo Diesel padrão

é um ciclo ideal que assume

que a adição de calor ocorre

durante um processo à

pressão constante, iniciando

com o pistão no ponto morto

superior

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CICLO DIESEL

O primeiro processo

a partir do estado 1 ao

estado 2 é o mesmo que no

ciclo Otto: compressão

isentrópica.

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CICLO DIESEL

No ciclo Diesel, o

calor é transferido para o

fluido de trabalho (processo

2-3) a pressão constante.

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CICLO DIESEL

A expansão isentrópica

do estado 3 para estado 4

compõe o resto do curso.

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CICLO DIESEL

O ciclo é completado por volume constante (processo de

4-1) em que o calor é rejeitado quando o pistão está no ponto

morto inferior. Este processo substitui o escape e admissão

processos do motor real.

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CICLO DIESEL

Como o ciclo Diesel padrão é composto de processos

internamente reversíveis, as áreas nos diagramas T-s e P-v

podem ser interpretado como calor e trabalho, respectivamente.

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CICLO DIESEL

DIAGRAMA T-S

A área 2-3-A-B-2

representa o calor acrescentado

por unidade de massa.

A área 1-4-A-B-1

representa o calor rejeitado por

unidade de massa.

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CICLO DIESEL

DIAGRAMA P-V

A área 1-2-A-B-1 representa o

trabalho por unidade de massa durante o

processo de compressão.

A Área 2-3-4-B-A-2 representa o

trabalho realizado por unidade de massa

quando o pistão se move do ponto morto

superior para ponto morto inferior.

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CICLO DIESEL

No ciclo Diesel a adição de calor

ocorre a pressão constante. Assim,

Processo 2-3 envolve tanto trabalho e

calor. O trabalho é dado por:

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CICLO DIESEL

O calor adicionado no processo

2-3 podem ser encontrado através da

aplicação do balanço de energia no

sistema fechado:

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CICLO DIESEL

Como no ciclo Otto,

o calor rejeitado no processo 4-1 é

dada por:

A eficiência térmica é a relação entre o

trabalho líquido do ciclo, com o calor acrescentado

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CICLO DIESEL

A eficiência térmica é a relação

entre o trabalho líquido do ciclo, com o

calor acrescentado:

Como no ciclo Otto, a eficiência térmica do ciclo

Diesel aumenta com a razão de compressão.

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CICLO DIESEL

Em uma análise do ar-padrão a

expressão adequada para avaliar T2 é

fornecido por:

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EXERCÍCIO

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EXERCÍCIO 1

No início da compressão um motor diesel apresenta

pressão de 95 kPa e temperatura de 290 K. O pico de pressão é

de 6000 kPa e a temperatura máxima é de 2400 K. Encontre:

a) A taxa de compressão volumétrica.

b) A eficiência térmica.

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SOLUÇÃO 1 No início da compressão um motor diesel apresenta pressão de 95 kPa e temperatura

de 290 K. O pico de pressão é de 6000 kPa e a temperatura máxima é de 2400 K. Encontre:

a) A taxa de compressão volumétrica

b) A eficiência térmica.

Compressão

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SOLUÇÃO 1 No início da compressão um motor diesel apresenta pressão de 95 kPa e temperatura

de 290 K. O pico de pressão é de 6000 kPa e a temperatura máxima é de 2400 K. Encontre:

a) A taxa de compressão volumétrica

b) A eficiência térmica.

Compressão

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SOLUÇÃO 1

No início da compressão um motor diesel apresenta pressão de 95 kPa e temperatura

de 290 K. O pico de pressão é de 6000 kPa e a temperatura máxima é de 2400 K. Encontre:

a) A taxa de compressão volumétrica

b) A eficiência térmica.

Combustão

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SOLUÇÃO 1

No início da compressão um motor diesel apresenta pressão de 95 kPa e temperatura

de 290 K. O pico de pressão é de 6000 kPa e a temperatura máxima é de 2400 K. Encontre:

a) A taxa de compressão volumétrica

b) A eficiência térmica.

Expansão

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SOLUÇÃO 1

No início da compressão um motor diesel apresenta pressão de 95 kPa e temperatura

de 290 K. O pico de pressão é de 6000 kPa e a temperatura máxima é de 2400 K. Encontre:

a) A taxa de compressão volumétrica

b) A eficiência térmica.

Eficiência

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EXERCÍCIO 2

O cilindro de um motor diesel tem diâmetro de 0,1 m, altura de

0,11 m e uma taxa de compressão de 19:1. O motor opera com

velocidade angular de 2000 rpm (rotações por minuto). Cada ciclo tem

duas voltas e tem uma pressão média efetiva (PME) de 1400 kPa.

Sabendo que o motor possui 6 cilindros encontre:

a) A potência do motor em kW.

b) A potência do motor em HP.

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SOLUÇÃO 2

O cilindro de um motor diesel tem diâmetro de 0,1 m, altura de 0,11 m e uma taxa de

compressão de 19:1. O motor opera com velocidade angular de 2000 rpm (rotações por minuto).

Cada ciclo tem duas voltas e tem uma pressão média efetiva (PME) de 1400 kPa. Sabendo que o

motor possui 6 cilindros encontre: a) A potência do motor em Kw e b) A potência do motor em HP.

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SOLUÇÃO 2

O cilindro de um motor diesel tem diâmetro de 0,1 m, altura de 0,11 m e uma taxa de

compressão de 19:1. O motor opera com velocidade angular de 2000 rpm (rotações por minuto).

Cada ciclo tem duas voltas e tem uma pressão média efetiva (PME) de 1400 kPa. Sabendo que o

motor possui 6 cilindros encontre: a) A potência do motor em Kw e b) A potência do motor em HP.

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EXERCÍCIO 3

Um motor diesel com taxa de compressão de 20:1. No

início da compressão a temperatura e a pressão do são,

respectivamente, de 290 K e 95 kPa (estado1). A temperatura

máxima do ciclo é de 1800 K. Calcule:

a) A pressão máxima.

b) O trabalho líquido.

c) A eficiência térmica.

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SOLUÇÃO 3

Um motor diesel com taxa de compressão de

20:1. No início da compressão a temperatura e a pressão

do são, respectivamente, de 290 K e 95 kPa (estado1). A

temperatura máxima do ciclo é de 1800 K. Calcule: a) A

pressão máxima. b) O trabalho líquido. c) A eficiência

térmica.

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SOLUÇÃO 3

Um motor diesel com taxa de compressão de 20:1. No início da compressão a

temperatura e a pressão do são, respectivamente, de 290 K e 95 kPa (estado1). A temperatura

máxima do ciclo é de 1800 K. Calcule: a) A pressão máxima. b) O trabalho líquido. c) A eficiência

térmica.

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SOLUÇÃO 3

Um motor diesel com taxa de compressão de 20:1.

No início da compressão a temperatura e a pressão do são,

respectivamente, de 290 K e 95 kPa (estado1). A temperatura

máxima do ciclo é de 1800 K. Calcule: a) A pressão máxima. b)

O trabalho líquido. c) A eficiência térmica.

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SOLUÇÃO 3

Um motor diesel com taxa de compressão de 20:1.

No início da compressão a temperatura e a pressão do são,

respectivamente, de 290 K e 95 kPa (estado1). A temperatura

máxima do ciclo é de 1800 K. Calcule: a) A pressão máxima. b)

O trabalho líquido. c) A eficiência térmica.

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EXERCÍCIO 4

No início de compressão em um ciclo diesel T=300 K e

P=200 kPa. Após a combustão (adição de calor) T=1500 K e

P=7,0 MPa. Encontre:

a) A taxa de compressão

b) A eficiência térmica

c) A pressão média efetiva (PME).

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SOLUÇÃO 4

No início de compressão em um ciclo diesel T=300 K e P=200 kPa. Após a combustão

(adição de calor) T=1500 K e P=7,0 MPa. Encontre:

a) A taxa de compressão

b) A eficiência térmica

c) A pressão média efetiva (PME).

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SOLUÇÃO 4

No início de compressão em um ciclo diesel T=300 K e P=200 kPa. Após a combustão

(adição de calor) T=1500 K e P=7,0 MPa. Encontre:

a) A taxa de compressão

b) A eficiência térmica

c) A pressão média efetiva (PME).

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SOLUÇÃO 4

No início de compressão em um ciclo diesel T=300 K e P=200 kPa. Após a combustão

(adição de calor) T=1500 K e P=7,0 MPa. Encontre:

a) A taxa de compressão

b) A eficiência térmica

c) A pressão média efetiva (PME).

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SOLUÇÃO 4

No início de compressão em um ciclo diesel T=300 K e P=200 kPa. Após a combustão

(adição de calor) T=1500 K e P=7,0 MPa. Encontre:

a) A taxa de compressão

b) A eficiência térmica

c) A pressão média efetiva (PME).

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SOLUÇÃO 4

No início de compressão em um ciclo diesel T=300 K e P=200 kPa. Após a combustão

(adição de calor) T=1500 K e P=7,0 MPa. Encontre:

a) A taxa de compressão

b) A eficiência térmica

c) A pressão média efetiva (PME).

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FIM