Lista de Exercícios - Máquinas Térmicas I - Motores de Combustão Interna

MÁQUINA TÉRMICAS I MOTORES DE COMBUSTÃO INTERNA LISTA DE EXERCÍCIOS Explique por que a Pressão Média Efetiva de frenagem PME b de um motor Diesel naturalmente aspirado é menor do que a PME b de um motor de ignição por centelha também naturalmente aspirado Explique por que a PME b é menor na região de máxima potência do que a PME b na região de máximo torque para um dado motor Descreva as conseqüências no torque máximo e na potência máxima devido à troca de duas válvulas por cilindro para quatro válvulas por cilindro duas de admissão e duas de escape em um motor de ignição por centelha Calcule a velocidade média do pistão a PME e a potência específica dos motores de ignição por centelha abaixo nas suas velocidades de máxima potência Chrysler 22 litros de volume deslocado 4 tempos diâmetro do cilindro 875 mm curso 92mm razão de compressão 89 potência máxima 65 kW a 5000rpm GM V6 28 litros de cilindrada diâmetro do cilindro 89mm curso 76mm razão de compressão 85 potência máxima 86 kW a 4800revmin Calcule a velocidade média do pistão a PME e a potência específica dos motores de ignição por compressão abaixo nas suas velocidades de máxima potência Explique brevemente qualquer diferença significante Cummins 10 litros de cilindrada 4 tempos diâmetro do cilindro 125 mm curso 136 mm taxa de compressão 163 potência máxima168 a 246 kW a 2100 rpm Volkswagen 147 litros de volume deslocado 4 tempos diâmetro do cilindro 765 mm curso 80 mm potência máxima 37 kW a 5000 revmin Caterpillar seis cilindros turbocomprimido 4 tempos diâmetro do cilindro 1372 mm curso 1651 mm potência máxima 200200 kW a 1800 rpm O motor de ignição por centelha cujos dados estão descritos abaixo está operando a uma velocidade média do pistão de 10 ms A vazão em massa de ar medida é de 60 gs Calcule a eficiência volumétrica baseado em condições atmosféricas DADOS Chrysler 22 litros de volume deslocado 4 tempos diâmetro do cilindro 875 mm curso 92mm razão de compressão 89 potência máxima 65 kW a 5000rpm 7 Um motor da Ferrari Enzo possui 12 cilindros montados em V 48 válvulas cilindrada total de 5999 cm³ e potência efetiva de 495 kW 660 CV Os cilindros tem diâmetro de 92 mm motor de 4T volume da câmara de combustão de 785 cm³ e rotação de 14500 rpm Determine o curso do pistão e o comprimento estimado da manivela mm a taxa de compressão volumétrica a velocidade média do pistão ms a pressão média efetiva PME em kPa 8 Considere um ciclo térmico Diesel ideal com volume de cilindrada unitário de 01 m 3 estado inicial com P a 100 kPa e T a 60ºC operando com fluido considerado gás ideal k 16 e R 287 JkgK relação de corte de 13 e com perda na exaustão de 360 kJkg Determine através de um diagrama de T v os estados de cada processo indicandoos a taxa de compressão o trabalho líquido do ciclo kJkg a pressão média efetiva PME em kPa a eficiência térmica do ciclo 9 Um motor de um carro esportivo possui 8 cilindros montados em V 32 válvulas cilindrada total de 72 litros e potência efetiva de 495 kW 660 cv Os cilindros tem diâmetro de 90 mm motor de 4T volume da câmara de combustão de 65 cm³ e rotação de 10500 rpm A combustão se completa a 30º antes do ponto morto inferior PMI Determine Os volumes total e deslocado de cada cilindro cm 3 A taxa de compressão volumétrica A velocidade média do pistão ms A pressão média efetiva PME em kPa A distância percorrida do pistão do PMS até o final da combustão O volume da câmara interna do pistão ao final da combustão 10 Nos motores de combustão interna existem componentes fixos e componentes móveis Alguns dos componentes não móveis são Válvulas anéis de segmento e eixo do comando de válvulas Bloco do motor cabeçote e cárter Válvulas cabeçote e bloco do motor Válvulas cabeçote e cárter Bloco do motor anéis de segmento 11 Um combustível trabalha com um ciclo duplo de carga térmica onde a pressão e temperatura iniciais são de 101 kPa e 90ºC com uma relação de compressão de 131 Metade do calor adicionada ocorre à volume constante e o restante ocorre à pressão constante Considere que a carga térmica total é de 1674 kJkg Determine os valores máximos de pressão e temperatura no ciclo o rendimento térmico e a relação de corte Adote k 14 e R 0293 kJkgK 12 Um motor à Diesel padrão a ar de 4 cilindros opera no estado inicial a 101 kPa com 175 litros e 330 K A taxa de compressão é de 15 e a temperatura máxima é de 1490 K O diâmetro do cilindro é de 43 cm e opera a 2200 rpm Determine a massa de ar kg do ciclo a cilindrada total litros a taxa de calor rejeitado kJ a velocidade média do pistão ms a pressão média efetiva kPa e a eficiência térmica do ciclo