Uma máquina opera conforme o ciclo Diesel, sob uma taxa de compressão igual a 14. A pressão no início da expansão isentrópica é igual a 53,2 atm e a respectiva temperatura é de 2501^circ C. Neste ciclo, o recebimento de calor pelo fluido de trabalho é da ordem de 474 kcal / kg. Determine:
Dados: R=29,26 kgm / kg / k=1,4 / Cp=0,240 kcal / kg / 1 atm=10330 kg / m^2
O trabalho realizado.

Passo 1

Então, o que manda o enunciado? A gente tem um ciclo Diesel com taxa de compressão . No início da expansão isentrópica (ponto 3) a pressão é e a temperatura . Recebemos . Precisamos achar o trabalho líquido específico í.
Conteúdo: termodinâmica de ciclos a gás (ciclo Diesel), usando relações isentrópicas e balanços de calor. Vamos precisar das fórmulas de processo isentrópico ( ), da determinação dos estados intermediários e do balanço .

Passo 2

Converter Qin = Cp,(T3 - T2) Longrightarrow T2 = T3 - QinCp = 2774 - 4740,240 approx 799 K para Kelvin e achar .
  1. .
  2. Entre 2–3 é adição de calor à pressão constante:

Passo 3

A partir de 1–2 (compressão isentrópica) encontramos T2 = T1,rc^,k-1 Longrightarrow T1 = T2rc^,k-1 = 79914^,0,4 approx 278 K :

Passo 4

Calcular a razão de corte T4 = T3 l(V3V4r)^,k-1 e depois V3V4 = V3V1 = V3/V2V1/V2 = 3,4714 = 0,2479 (expansão isentrópica 3–4):
  1. Como 2–3 é isobárico, T4 = 2774 times (0,2479)^0,4 approx 1587 K .
  2. Na expansão isentrópica:
Mas e , então
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Passo 5

Determinar o calor rejeitado Qout = Cv,(T4 - T1), Cv = Cpk = 0,2401,4 approx 0,1714 kcal/(kg,K) no processo 4–1 (volume constante):
Qout = 0,1714 times (1587 - 278) approx 224,5 kcal/kg
Então

Passo 6

Calcular o trabalho líquido por kg de fluido:
Wlíquido = Qin - Qout = 474 - 224,5 approx 249,5 kcal/kg í

Resposta

O trabalho específico realizado pelo ciclo é de aproximadamente
boxedW approx 249,5 kcal/kg l(approx 1,046times10^3 kJ/kgr)

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