Um ciclo de ar-padrão dual tem uma taxa de compressão igual a 9. No início da compressão,
kPa e
. A adição de calor é de
, sendo que metade é adicionada a volume constante e a outra metade é adicionada a pressão constante. Determine as temperaturas no fim de cada processo de adição de calor, em K. o trabalho líquido do ciclo por unidade de massa de ar, em kJ/kg. a eficiência térmica. a pressão média efetiva, em kPa .
Resolva o Problema anterior em uma base de ar-padrão frio com calores específicos avaliados a 300 K .
Resolva o Problema anterior em uma base de ar-padrão frio com calores específicos avaliados a 300 K .
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo dual de ar-padrão com taxa de compressão
. No estado inicial (
) temos
A energia térmica total adicionada é
, sendo
a volume constante (processo
) e
a pressão constante (processo
). Queremos:
- as temperaturas ao fim de cada adição de calor (
e ); - o trabalho líquido específico
; - a eficiência térmica
; - a pressão média efetiva
.
Assumimos ar-padrão com calores específicos constantes a
K:
Passo 2
Compressão isentrópica
com razão
:
Opcionalmente,
Passo 3
Aquecimento a volume constante
, com
. Em CV vale
Passo 4
Aquecimento a pressão constante
, com
. Em CP vale
Passo 5
Expansão isentrópica
até
. Primeiro, a razão de volumes na expansão é
Logo
Passo 6
Rejeição de calor
(volume constante):
Trabalho líquido e eficiência:
Passo 7
Pressão média efetiva
.
Especificamente,
Especificamente,
Resposta
Temperaturas ao fim das adições de calor:
Trabalho líquido específico:
Eficiência térmica:
Pressão média efetiva: