Prova Termodinamica II - Ciclos de Refrigeracao e Ciclo Diesel

II PROVA TERMODINAMICA II 01 De acordo com o seu conhecimento em ciclos de refrigeração e bomba de calor responda o item em verdadeiro ou falso e marque a assertiva com a responda correta Obs Justifique os itens para que a questão tenha valor I O ciclo frigorifico ou refrigeração é dividido em refrigeradores e bomba de calor sendo que o primeiro calculamos o desemprenhorendimento pela razão entre o calor liberado Qq o evaporador pelo trabalho líquido e o segundo é o calor de condensação Qf pelo trabalho líquido II O ciclo de refrigeração por compressão a vapor possui um desempenho que é nomeado de coeficiente de performance COP Esse coeficiente possui um trabalho líquido positivo pois a diferença entre os trabalhos é dada pelo trabalho de expansão menos o trabalho de compressão Além do mais esse ciclo tem o objetivo de manter o ambiente a uma temperatura T mais baixa que a do ambiente III O ciclo frigorifico quando utilizado como bomba de calor tem o objetivo de manter o ambiente aquecido Nesse sistema a temperatura do evaporador tem que ser menor que a temperatura ambiente para que ocorra a troca térmica e aqueça o ambiente IV Os trabalhos envolvidos nos ciclos gasto de energia e o de expansão que está associado ao expansor e pode ser aproveitado como fonte de trabalho na bomba de calor Assinale a assertiva que possui a resposta correta e justifique os itens para que a questão tenha valor a Apenas um item está verdadeiro b Apenas dois itens estão verdadeiros c Apenas três itens estão verdadeiros d Todos os itens estão verdadeiros e Todos os itens estão falsos 02 Um ciclo Diesel ideal que utiliza o ar como fluido de trabalho encontrase a uma pressão 100 KPa temperatura de 40 ºC antes da compressão e que a temperatura máxima é 1800 K sabendo que o combustível libera 1400 kjkg de energia durante a queima e que 70 desse calor liberado é absorvido pelo fluido Determine a A razão de compressão b A razão de compressão b A temperatura e a pressão de exaustão c O rendimento do ciclo em porcentagem OBS Caiu em outra prova com valores diferentes 02 Um ciclo Diesel ideal que utiliza o ar como fluido de trabalho encontrase a uma pressão 100 KPa temperatura de 30 ºC antes da compressão e que a temperatura máxima é 1700 K sabendo que o combustível libera 1400 kjkg de energia durante a queima e que 70 desse calor liberado é absorvido pelo fluido Determine a A razão de compressão b A razão de compressão b A temperatura e a pressão de exaustão c O rendimento do ciclo em porcentagem 03 De acordo com o seu conhecimento em ciclos responde em verdadeiro ou falso I O ciclo Otto possui um fato de compressão menor em relação ao Diesel pois em um sistema real o primeiro não pode sofrer alta pressão devido a uma possível detonação precoce do fluido de trabalho o que acarreta uma perda de potência No entanto o aumento do fator de compressão razão entre volumes nas mesmas proporções acarreta um aumento de rendimento tanto no ciclo Otto quando no Diesel sendo que o segundo terá uma maior eficiência II O ciclo de Rankine é muito utilizado nas indústrias de geração de energia Esse ciclo em relação ao ciclo Brayton trabalhando nas mesmas condições de pressão e absorção de calor possui um rendimento menor pois o fluido trabalha no estado e realiza trabalho líquido III O ciclo de Brayton é um ciclo que se assemelha no ciclo de turbina Neste o fluido trabalha a pressões constates no processo de aquecimento e resfriamento Sendo assim ao acrescentarmos um sistema de regeneração e aumentarmos a razão de pressão proporcional ao ciclo de Brayton teremos um aumento no rendimento IV O ciclo de refrigeração assemelhase ao ciclo de Rankine mas no sentido inverso Neste ciclo de refrigeração o trabalho gerado isto é o estado de expansão não é o suficiente para movimentarmos o compressor sendo considerado um ciclo que gasta energia podendo assim desprezar o trabalho de expansão no cálculo de performance que é dado pela equação COP B Qf Wliq 1QqQf1 V No ciclo de refrigeração temos dois ciclos distintos um nomeado de frigorifico e outro de bomba de calor O frigorifico por ser um ciclo para resfriar o ambiente interno retira o calor quente do meio Sendo assim o COP é dado pela formula B 1 1 QfQq e o da bomba de calor é dada por B 1QfQq 1 sabendo que o trabalho liquido do sistema de refrigeração é o próprio trabalho de compressão Wliq Wcp Qq Qf Marque a alternativa que possui a resposta correspondente Obs Justifique os itens para que a questão tenha valor A V V F F V B F F F V F C F V V F V D V F F V F E F F V V F OBS Caiu em outra prova com valores diferentes 03 Um ciclo de turbina a gás para uso veicular está mostrado na figura abaixo Na primeira turbina o gás expande até uma pressão P5 suficiente para que a turbina acione o compressor O gás é então expandido numa segunda turbina que aciona as rodas motrizes Os dados deste motor estão indicados na figura Considerando que o fluido de trabalho seja o ar através de todo o ciclo e admitindo que todos os processos sejam ideias determine a Desenhe um gráfico de TxS colocando todos os pontos b As temperaturas T2 T3 T5 e T6 c O trabalho de compressão OBS Caiu em outra prova com valores diferentes 04 Um motor de ignição por centelha de quatro tempos com quatro cilindros funciona segundo o ciclo Otto ideal com uma vazão de compressão de 11 e um volume deslocado V1 V2 de 18 litros O ar está a 50ºC e 100 KPa no início do processo de compressão A quantidade de calor entregue é de 15 KW Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura determine a a vazão mássica a temperatura máxima e a pressão durante o ciclo b o trabalho líquido e a eficiência térmica do ciclo e c a pressão média efetiva 04 Um motor de ignição por centelha de quatro tempos com quatro cilindros funciona segundo o ciclo Otto ideal com uma vazão de compressão de 11 e um volume deslocado total de 18 litros O ar está a 50ºC e 90 KPa no início do processo de compressão A quantidade de calor entregue é de 15 kj por ciclo por cilindro Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura determine a a temperatura máxima e a pressão durante o ciclo b o trabalho líquido por ciclo por cilindro e a eficiência térmica do ciclo c a pressão média efetiva e d a potência resultante para uma velocidade do motor de 3000 rpm