MÁQUINAS TÉRMICAS
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AULA 5
MÁQUINAS TÉRMICAS
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