Questão 12.61:
Um motor a gasolina de quatro tempos trabalha a 2000 RPM e tem deslocamento total igual a
. A temperatura e a pressão do ar antes da compressão são iguais a 280 K e 85 kPa. Depois da combustão a temperatura é 2000 K e a pressão máxima é 5 MPa . Determine a relação de compressão, a eficiência do ciclo e a temperatura de exaustão.
Passo 1
O enunciado descreve um motor de quatro tempos que podemos modelar pelo ciclo Otto ideal. Temos os seguintes dados de admissão (estado
):
Temperatura K, pressão
kPa. Após combustão em volume constante (estado
):
K, pressão máxima
MPa.
Para resolver precisamos das relações do ciclo Otto:
. Adiabática de compressão
:
Temperatura
Para resolver precisamos das relações do ciclo Otto:
Aqui
para o ar.
Passo 2
Aplicando a relação isocórica
em termos de
:
Isolando
:
Passo 3
A eficiência do ciclo Otto é
Passo 4
A temperatura de exaustão (estado
) sai da adiabática de expansão
:
Resposta
Relação de compressão
.
Eficiência .
Temperatura de exaustão K.
Eficiência
Temperatura de exaustão