No início do processo de compressão de um ciclo de ar - padrão Diesel que opere com uma taxa de compressão de 15 , a temperatura é 298 K e a pressão é
. A relação entre os volumes final e inicial no processo de combustão é igual a 2,5 . Determine:
(a) A temperatura e a pressão ao final de cada processo do ciclo;
(b) A eficiência térmica;
(c) A pressão média efetiva, em MPa ;
(d)S e a massa do ar é
, qual é o volume de deslocamento em litros?
(a) A temperatura e a pressão ao final de cada processo do ciclo;
(b) A eficiência térmica;
(c) A pressão média efetiva, em MPa ;
(d)S e a massa do ar é
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo Diesel ideal que inicia em
e
, com razão de compressão
e razão de corte
Adotamos ar ideal com índice adiabático
,
,
e
. Para resolver, usaremos:
- Relações isentrópicas
- Processo a pressão constante 2–3
- Cálculo de energia e eficiência
- Pressão média efetiva e volume deslocamento
Passo 2
Compressão isentrópica 1–2. As fórmulas são
Substituindo
Passo 3
Aquecimento a pressão constante 2–3. Mantém-se
e
Logo
Passo 4
Expansão isentrópica 3–4 até
. Aplica-se
Como
, temos
Passo 5
Eficiência térmica do ciclo Diesel ideal:
Numericamente
Passo 6
Pressão média efetiva
- Volume específico inicial
- Volume específico após compressão
- Volume deslocamento específico
- Trabalho líquido por massa
- Pressão média efetiva
Passo 7
Volume de deslocamento para massa
:
Resposta
(a)
(b) .
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)