Um motor de
de ignição por compressão de quatro tempos e com seis cilindros funcionam no ciclo Diesel ideal com uma razão de compressão de 17. O ar está a 95 kPa e
no início do processo de compressão, e a rotação do motor é de 2000 rpm. O motor usa combustível diesel leve como um poder calorífico de
, opera com uma razão ar-combustível de 24 e possui uma eficiência de combustão de
. Considerando calores específicos constantes a 850 K , determine
a) A temperatura máxima do ciclo e a razão de corte Resp:
b) O trabalho líquido produzido por ciclo e a eficiência térmica Resp:
c) A potência líquida Resp:
a) A temperatura máxima do ciclo e a razão de corte Resp:
b) O trabalho líquido produzido por ciclo e a eficiência térmica Resp:
c) A potência líquida Resp:
Passo 1
O enunciado descreve um motor Diesel ideal (ciclo de quatro tempos) com deslocamento volumétrico total
L, seis cilindros e razão de compressão
. O ar admitido está em
kPa e
K. O combustível tem poder calorífico
kJ/kg, razão ar–combustível
e eficiência de combustão
. Adotamos calores específicos constantes a
K:
com
kJ/(kg K) e
. Vamos calcular:
- volumes e massa de ar por ciclo,
-
pela compressão isentrópica, - calor recebido e
, além da razão de corte , -
pela expansão isentrópica, - trabalho líquido por ciclo e eficiência térmica,
- potência líquida.
Passo 2
Volume de foliote (clearance) e massa de ar por ciclo:
Massa de ar admitido por ciclo (todas as etapas)
Passo 3
Compressão isentrópica
:
Calor fornecido no processo
: massa de combustível
Eleva
a
a pressão constante (
):
Razão de corte
em processo isobárico é
:
Passo 4
Expansão isentrópica
:
Logo
Passo 5
Trabalho líquido por ciclo e eficiência térmica:
Eficiência térmica
Passo 6
Potência líquida: o ciclo leva duas voltas do eixo para 1 ciclo (motor 4 tempos). A 2000 rpm temos
Portanto
Resposta
a) Temperatura máxima
K e razão de corte
.
b) Trabalho líquido por ciclo kJ e eficiência térmica
.
c) Potência líquida kW.
b) Trabalho líquido por ciclo
c) Potência líquida