Questão 12.92:

O maior motor diesel do mundo tem deslocamento de 25 m^3 e opera a 200 RPM em um ciclo de dois tempos, produzindo 100000 HP . Considerando um estado de admissão do ar com temperatura e pressão iguais a 300 K e 200 kPa , e uma relação de compressão de 20:1, determine a pressão média efetiva.

Passo 1

O enunciado dá um motor de dois tempos com deslocamento volumétrico Vd = 25:m^3, que gira a 200:RPM e entrega 100,000:HP. Queremos a pressão média efetiva pm.
Para um ciclo de dois tempos temos uma expansão (um “ciclo de potência”) a cada volta do virabrequim. Definimos a pressão média efetiva como
pm = WcicloVd!,
e a potência de freio (brake power) como
Pb = Wciclotimes Nciclos/seg!
Logo
pm = PbVd,Nciclos/seg,

Passo 2

Convertemos a rotação de 200:RPM para ciclos por segundo. Como é motor de dois tempos, cada rotação gera um ciclo de potência, então
Nciclos/seg = 20060 approx 3,333:s^-1

Passo 3

Convertendo 100,000:HP em watts, usando 1:HP=745,7:W, temos
Pb = 100,000times 745,7 = 7,457times10^7:W

Passo 4

Substituindo em
pm = PbVd,Nciclos/seg,
obtemos
pm = 7,457times10^7 25times 3,333 approx 0,895times10^6:Pa =0,895:MPa

Resposta

A pressão média efetiva do motor é aproximadamente
boxedpmapprox0,895:MPa

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