Ciclos de Potência a Gás: Termodinâmica II

Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclos de Potência a GÁS Fórmulas ME602 e MT1 AlunoRA AlunoRA 1 Equação do Gás Ideal Versão 2 09 05 2020 n mM M mol do gás m massa dos gás 5 R M 7 ou 8 831 J mol K 0082 atm L mol K 198 cal mol K 0287 kPa m kg K 2 Relações Tds LM Lℎ 7 L LM LP L7 3 Calores específicos a pressão constante e a volume constante R S S c 1005 kPa m kg K c 0718 kPa m kg K Padrão Ar Frio temperatura ambiente dh cT dT h h c T T h h cT dT du c T dT u u c T T u u cT dT 4 Variação Entropia Análise Aproximada calores específicos constantes s s c ln ln s s c ln ln ds 012 5 Processo Isoentrópico GI Análise Aproximada calores esp constantes Padrão Ar Frio 3 4 3 4 564 7 3 4 4 3 3 4 4 3 6 Processo Isoentrópico GI Análise Exata calores específicos variáveis 3 4 83 84 3 4 83 84 7 Primeira Lei Termodinâmica Sistemas Fechados u u q9 w9 8 Primeira Lei Termodinâmica VC Sistemas Abertos q9 h w9 h 9 Trabalho w9 P d 11 Entalpia h u P 12 Ciclo q w 10 0 1 1 9 1 1 1 1 1 Eficiência térmica do ciclo 1 1005 9718 OTTO Diesel Braxton Drayton CIC o OTTO e Diesel turbinas a sã Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclos de Potência a GÁS Fórmulas ME602 e MT1 A resolução de Ciclos de Potência a Gás é realizada com a Hipótese do Padrão Ar e Hipótese do Padrão Ar Frio conforme discorrido abaixo Considerando a Hipótese do Padrão Ar Frio o cálculo da variação da energia interna e da entalpia são realizados pelas seguintes equações u u 0718 T T h h 1005 T T As constantes acima são respectivamente os calores específicos c2 e cA para a temperatura ambiente 300K P R E S S Ã O M É D I A E F E T I V A c o n c e i t o 0 1 2 3 Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclos de Potência a GÁS Fórmulas ME602 e MT1 Ciclo Otto Ideal 1 2 Compressão isoentrópica 2 3 Fornecimento de calor a volume constante 3 4 Expansão isoentrópica 4 1 Rejeição de calor a volume constante Razão de compressão r relação entre o volume máximo formado no cilindro e o volume mínimo morto vale tanto para ciclo Otto como para ciclo Diesel Considerando o Padrão Ar Frio a eficiência do ciclo Otto pode ser calculada como 4 5 5 P R E S S Ã O M É D I A E F E T I V A c o n c e i t o 0 1 2 3 Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 71 Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 100 kPa e 17oC e 800 kJkg de calor são transferidos para o ar durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura determine a a temperatura e a pressão máximas que ocorrem durante o ciclo b o trabalho líquido produzido Ex 92 Çengel Boles c a eficiência térmica d a pressão média efetiva do ciclo 72 Quais os quatro processos que formam o ciclo Otto ideal Pr 924C Ç B 73 Por que altas razões de compressão não são usadas em motores de ignição por centelha Pr 929C Çengel Boles 74 Como varia a eficiência térmica de um ciclo Otto ideal com a razão de compressão do motor e a razão dos calores específicos do fluido de trabalho Pr 928C Ç B 75 Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 95 kPa e 27oC e são transferidos para o ar 750 kJkg de calor durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Consierando a variação dos calores específicos com a temperatura determine Pr 932 Ç B a a temperatura e a pressão no final do processo de adição de calor b o trabalho líquido produzido c a eficiência térmica do ciclo d a pressão média efetiva do ciclo 76 Repita Pr75 usando calores específicos constantes temperatura ambiente Pr934 ÇB 77 A razão de compressão de um ciclo Otto padrão a ar é 95 Antes do processo isoentrópico de compressão o ar está a 100 kPa 35oC e 600 cm3 A temperatura final do processo de expansão isoentrópica é de 800 K Usando calores específicos à temperatura ambiente determine Pr 935 Çengel Boles a a temperatura e a pressão mais altas do ciclo b a quantidade de calor transferido em kJ c a eficiência térmica do ciclo d a pressão média efetiva d Análise exata Análise Aproximada Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex71 Ot Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 100 kPa e 17oC e 800 kJkg de calor são transferidos para o ar durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura determine Ex 92 Çengel Boles a a temperatura e a pressão máximas que ocorrem durante o ciclo b o trabalho líquido produzido c a eficiência térmica d a pressão média efetiva do ciclo Diagrama Diagrama Análise Exata Tabela AR P IOOKPA Dados t17EE µ falido 93800 KING ri 8448 dão Pnocttdlab 1 Pra 172 Isoentrópico dsto 7 Pnocadiab S T 17C 290K Vrz VRI 676101 Up 20691 KJIKG VI O VRI 6761 VRL 8451 650 47325 8534 TZ Uz 845146524 K 660 48101 8189 Uz 47512 Cálculo trabalho compressão 12 0 2472 YZ woomp 268UkHyNFÉÉ T dveoo entrando citar 800 Cálculo da Pressão Pz Us UE7443127511 7 k413 Rtt h Pr a 18 Beirada E 6524km 757999 290k 1580 12796561046 Pz 17997hPa Tz 157511K 42361108 Análise Exata T W VR j Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex71 Ot Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 100 kPa e 17oC e 800 kJkg de calor são transferidos para o ar durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura determine Ex 92 Çengel Boles a a temperatura e a pressão máximas que ocorrem durante o ciclo b o trabalho líquido produzido c a eficiência térmica d a pressão média efetiva do ciclo Diagrama Diagrama Análise Exata Tabela AR P IOOKPA Dados t17EE µ falido 93800 KING ri 8448 dão Pnocttdlab 1 Pra 172 Isoentrópico dsto 7 Pnocadiab S T 17C 290K Vrz VRI 676101 Up 20691 KJIKG VI O VRI 6761 VRL 8451 650 47325 8534 TZ Uz 845146524 K 660 48101 8189 Uz 47512 Cálculo trabalho compressão 12 0 2472 YZ woomp 268UkHyNFÉÉ T dveoo entrando citar 800 Cálculo da Pressão Pz Us UE7443127511 7 k413 Rtt h Pr a 18 Beirada E 6524km 757999 290k 1580 12796561046 Pz 17997hPa Tz 157511K 42361108 Análise Exata T W VR j Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex71 Ot Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 100 kPa e 17oC e 800 kJkg de calor são transferidos para o ar durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura determine Ex 92 Çengel Boles a a temperatura e a pressão máximas que ocorrem durante o ciclo b o trabalho líquido produzido c a eficiência térmica d a pressão média efetiva do ciclo Diagrama Diagrama Análise Exata Tabela AR Wlig Wexp WOOMP P IOOKPA OU 9e qs Dados t17EC 3800 KING f 8212482048 dão VZ Pnocttdlab 1 Pra 172 Isoentrópica ão 7 Pnocadkbbr4 S cálculo da Pressão máxima B EE Bvjzpzpatfçxvçz 517997 Kpax 15751k I 2 Pz 4345 KPA 6544K Cálculo do calor rejeitado lqs a Ue ULI71440 cálculo de 413 qs u 44k 34 Iso entrópico s s s 423 952069158875 ZD 42414423861108 trabalho 9 se 38184kHz 43 424 48864 1070 v Trabalho Líquido Calor líquido s wiiqeqe qs 800381184 780 57612 5164 TETSSTGZK TT W Liq 41816kHz T4 44 481864 ⑦ calor Zb 800 59230 4808458875 t Jllg Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex71 Ot Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 100 kPa e 17oC e 800 kJkg de calor são transferidos para o ar durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura determine Ex 92 Çengel Boles a a temperatura e a pressão máximas que ocorrem durante o ciclo b o trabalho líquido produzido c a eficiência térmica d a pressão média efetiva do ciclo Diagrama Diagrama Análise Exata Tabela AR Wlig Wexp WOOMP P IOOKPA OU 9e qs Dados t17EC 3800 KING f 8212482048 dão VZ Pnocttdlab 1 Pra 172 Isoentrópica ão 7 Pnocadkbbr4 S cálculo da Pressão máxima B EE Bvjzpzpatfçxvçz 517997 Kpax 15751k I 2 Pz 4345 KPA 6544K Cálculo do calor rejeitado lqs a Ue ULI71440 cálculo de 413 qs u 44k 34 Iso entrópico s s s 423 952069158875 ZD 42414423861108 trabalho 9 se 38184kHz 43 424 48864 1070 v Trabalho Líquido Calor líquido s wiiqeqe qs 800381184 780 57612 5164 TETSSTGZK TT W Liq 41816kHz T4 44 481864 ⑦ calor Zb 800 59230 4808458875 t Jllg Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex71 Ot Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 100 kPa e 17oC e 800 kJkg de calor são transferidos para o ar durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura determine Ex 92 Çengel Boles a a temperatura e a pressão máximas que ocorrem durante o ciclo b o trabalho líquido produzido c a eficiência térmica d a pressão média efetiva do ciclo Diagrama Diagrama Análise Exata Tabela AR P 100hPa Dados t17EC 3800 KING ri 8448 dão Pnocttdlab b 1 Pra 172 Isoentrópico o 77 Pnoc Adkb S U44440 trabalho líquido Calor Líquido qs U 44 Whit 9 e 9580038184 2g Wliq 41816kHz 9 952069158875 Cálculo da pressão média efetiva PME WLÍQ 41816 KING 9 se 38184kHz 9 VZ 0832 91041mHz Cálculo da Efiuênuatémtch PME 5744 KJCKPA E ME UOLIQ 41816kHz MT YI M3 fe µ ZDNF 015227 KPA k1 5227 91279287429018 z 01832 I 100k kg zd A Rt vz 92876524 md P 7 ZD Oz 01104 M3 kg T K h kJkg Pr u s kJkgK vr T K h kJkg Pr kJkg vr s kJkgK Temperature K cp kJkgK cv kJkgK k cp kJkgK cv kJkgK k cp kJkgK cv kJkgK k Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex71 Ot Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 100 kPa e 17oC e 800 kJkg de calor são transferidos para o ar durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Considerando a variação dos calores específicos do ar com a temperatura determine Ex 92 Çengel Boles a a temperatura e a pressão máximas que ocorrem durante o ciclo b o trabalho líquido produzido c a eficiência térmica d a pressão média efetiva do ciclo PX 3 9eÜ Au w 4 ciclo AU D 2µF 9s wa v O Gado WCIELO 9 ciclo Wliq LIQ ciclo Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex75 Ot Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 95 kPa e 27oC e são transferidos para o ar 750 kJkg de calor durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Consierando a variação dos calores específicos com a temperatura determine Pr 932 Ç B a a temperatura e a pressão no final do processo de adição de calor b trabalho líquido produzido c a eficiência térmica do ciclo d a pressão média efetiva do ciclo AAG 1316 e 345 660 650 são 581754 48101 Uz 10 11316 10 66012 2162 660 Tz 11316 660 760 660 TZ 126607160 TZ 1265240 K 650 i q I 81189 845 8534 Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex75 Ot Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8 No início do processo de compressão o ar está a 95 kPa e 27oC e são transferidos para o ar 750 kJkg de calor durante o processo de fornecimento de calor a volume constante Consierando a variação dos calores específicos com a temperatura determine Pr 932 Ç B a a temperatura e a pressão no final do processo de adição de calor b trabalho líquido produzido c a eficiência térmica do ciclo d a pressão média efetiva do ciclo Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex76Ot Repita Ex75Ot usando calores específicos constantes temperatura ambiente Pr934 ÇB Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex76Ot Repita Ex75Ot usando calores específicos constantes temperatura ambiente Pr934 ÇB Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex78 Ot A razão de compressão de um ciclo Otto padrão a ar é 95 Antes do processo isoentrópico de compressão o ar está a 100 kPa 35oC e 600 cm3 A temperatura final do processo de expansão isoentrópica é de 800 K Usando calores específicos à temperatura ambiente determine Pr 935 Çengel Boles a a temperatura e a pressão mais altas do ciclo b a quantidade de calor transferido em kJ c a eficiência térmica do ciclo d a pressão média efetiva Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1 Ex78 Ot A razão de compressão de um ciclo Otto padrão a ar é 95 Antes do processo isoentrópico de compressão o ar está a 100 kPa 35oC e 600 cm3 A temperatura final do processo de expansão isoentrópica é de 800 K Usando calores específicos à temperatura ambiente determine Pr 935 Çengel Boles a a temperatura e a pressão mais altas do ciclo b a quantidade de calor transferido em kJ c a eficiência térmica do ciclo d a pressão média efetiva Engenharia Mecânica Termodinâmica II e Máquinas Térmicas I Professor Michel Sadalla Filho Data Ciclo Otto Exercícios ME602 e MT1