Um motor a diesel ideal tem uma razão de compressão de 20 e usa ar como fluido de trabalho. O estado do ar no início do processo de compressão é de 95 kPa e
. Considerando que a temperatura máxima do ciclo não pode exceder 2200 K , determine (a) a eficiência térmica e (b) a pressão média efetiva. Considere calores específicos constantes para o ar à temperatura ambiente.
V
Tabela A 20
1
V
Tabela A 20
Passo 1
Beleza, aqui o que a questão pede e o que temos:
– É um motor “ideal” (tipo Otto) com razão de compressão .
– Estado inicial do ar: ,
.
– Temperatura máxima do ciclo .
– Calores específicos (constantes):
,
.
O que precisamos calcular:
(a) eficiência térmica do ciclo Otto.
(b) pressão média efetiva .
– É um motor “ideal” (tipo Otto) com razão de compressão
– Estado inicial do ar:
– Temperatura máxima do ciclo
– Calores específicos (constantes):
O que precisamos calcular:
(a) eficiência térmica
(b) pressão média efetiva
Para isso vamos usar a teoria do ciclo Otto:
– processos 1–2 e 3–4 são isoentrópicos, então
– processos 1–2 e 3–4 são isoentrópicos, então
onde
.
– eficiência térmica:
– eficiência térmica:
– trabalho líquido específico
, que dá
– a pressão média efetiva é
com volumes específicos de 1 kg de ar
Passo 2
Calcular
e a constante dos gases
:
Passo 3
A temperatura após a compressão isoentrópica (ponto 2):
Passo 4
A temperatura no fim da expansão isoentrópica (ponto 4):
Passo 5
Eficiência térmica do ciclo Otto:
Passo 6
Trabalho líquido por kg de ar:
Passo 7
Volumes específicos nos pontos 1 e 2:
Passo 8
Pressão média efetiva:
Resposta
(a)
(70%)
(b)
(b)