Um motor Diesel ideal recebe
de ar a
e
; a temperatura no fim da compressão é de
. O corte de combustível ocorre a
do curso. O rendimento total do motor vale
e o poder calorífico inferior (Hi) vale
. Supondo ciclo teórico, pede-se:
a) A taxa de compressão e a porcentagem de espaço morto.
b) A relação de corte do combustível.
c) Os calores fornecido e rejeitado.
d) O rendimento térmico.
a) A taxa de compressão e a porcentagem de espaço morto.
b) A relação de corte do combustível.
c) Os calores fornecido e rejeitado.
d) O rendimento térmico.
Passo 1
O enunciado descreve um ciclo Diesel teórico operando com ar como fluido de trabalho. Recebemos
a
e
(portanto
), e ao fim da compressão temos
. O injeção (corte) de combustível ocorre quando o pistão percorre
do curso total. Sabemos o poder calorífico inferior
e que o ciclo se comporta de forma ideal. Precisamos usar:
- Relações isentrópicas para compressão e expansão.
- Definição de razão de compressão
e razão de corte . - Fórmulas de calor específico do ar (
, ) e da eficiência térmica do ciclo Diesel.
Passo 2
Calcular a razão de compressão
pela relação isentrópica
com
. Logo
A fração de espaço morto (dead volume) é
Passo 3
Determinar a razão de corte
. Como o corte ocorre a
do curso,
Passo 4
Calcular os calores por kg de ar:
- Estado 3: como a adição de calor é à pressão constante,
- Estado 4: expansão isentrópica de
até ,
Passo 5
Calcular o rendimento térmico do ciclo Diesel ideal
Resposta
a)
; espaço morto
.
b) .
c) e
.
d) .
b)
c)
d)