Aula 8: Entes Geométricos e Exercícios - Máquinas Térmicas

Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Disciplina de Máquinas Térmicas CH 60 h CRE 04 Prérequisitos s Termodinâmica II e Transferência de Calor e Massa Universidade Federal da Paraíba Curso de Engenharia de Energias Renováveis 20231 Profª Taynara Geysa Silva do Lago taynaracearufpbbr 2 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Entes geométricos PMS ponto morto superior TDC top dead center PMI ponto morto inferior BDC bottom dead center D bore diâmetro do cilindro s stroke curso do pistão Vcil Volume do Cilindro Vo V2 Volume da câmara de combustão V V1 volume máximo no cilindro cilindrada parcial rv razão volumétrica ou taxa de compressão n número de cilindros do motor Vt cilindrada total do motor 2 4 D V s cil cil o V V V v o V r V Vt n V 3 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Entes geométricos Entes cinemáticosPosição do pistão Lcosβ rcosα xL L comprimento da biela r comprimento da manivela λ relação manivelabiela α posição angular do eixo de manivelas medido a partir do PMS 2 s r Posição do pistão em relação ao PMS r L cos cos x r L r L 1 cos 1 cos x r L 4 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Entes geométricos Entes cinemáticosPosição do pistão Relacionando 𝛽 e 𝛼 Então Escrevendo o termo acima em série binomial obtémse 5 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Entes geométricos Entes cinemáticosPosição do pistão Fazendose as devidas transformações Como 𝜆 é um valor pequeno então 𝜆21 Dessa forma Substituindo a relação encontrada para o 𝑐𝑜𝑠𝛽 na equação de 𝑥 obtemos 6 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Entes geométricos Entes cinemáticosVelocidade do pistão A equação que descreve a velocidade instantânea do pistão pode ser obtida derivandose a equação de posição instantânea anteriormente apresentada Portanto Logo a velocidade do pistão é descrita por 7 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Entes geométricos Entes cinemáticos Aceleração do pistão A equação que descreve a aceleração instantânea do pistão pode ser obtida derivandose a equação de velocidade instantânea anteriormente e apresentada Portanto Assim obtémse aceleração do pistão que é dada por 8 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Entes geométricos Exercício a Determinar aceleração instantânea do pistão de um motor que possui curso 𝑠90 𝑚𝑚 e comprimento de biela 𝐿200𝑚𝑚 quando o ângulo de manivela relativamente ao PMS for 𝛼30 ao funcionar 3100rpm r L 2 s L 90 2 0225 200 2 3100 32463 60 rad s 2 N 2 2 32463 0045cos30 0225cos2 30 464047 a m s b Qual a taxa de compressão desse motor sabendo que o diâmetro do pistão é d 90 mm e que o volume da câmara de combustão é Vo 70 cm3 a 9 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Entes geométricos Exercício a Determinar aceleração instantânea do pistão de um motor que possui curso 𝑠90 𝑚𝑚 e comprimento de biela 𝐿200𝑚𝑚 quando o ângulo de manivela relativamente ao PMS for 𝛼30 ao funcionar 3100rpm b Qual a taxa de compressão desse motor sabendo que o diâmetro do pistão é d 90 mm e que o volume da câmara de combustão é Vo 70 cm3 b 2 3 9 9 5726 4 Vcil cm 2 4 D V s cil v V r Vo 5726 70 9181 70 vr 10 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Exercícios Um motor possui curso de 150 mm e comprimento de biela 250 mm quando o ângulo de manivela relativa ao PMS for α45 ao funcionar a 3500 rpm sabendo que o diâmetro do pistão é 110 mm e o volume da câmara de combustão é 90 cm3 determine a velocidade instantânea do pistão e a taxa de compressão do motor Resposta 2356 ms e 16831 11 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Exercícios Determine a potência efetiva e o consumo específico de combustível em um motor Diesel onde os dados fornecidos são os seguintes Número de cilindros 8 Motor de quatro tempos i 05 Pressão média indicada 75 bar Taxa de compressão 165 Volume morto de um cilindro 150 cm3 Revolução 2100 rpm Rendimento Mecânico 80 Taxa de fluxo de massa de combustível 102 gs Resposta 1953 kW 0188 kgkWh 12 09082023 Aula 8 Entes Geométricos e Exercícios Exercícios Determine o diâmetro dos cilindros de um motor de 2 tempos com 3 cilindros cujo curso é de 90 mm a pressão média indicada é de 16 kgfcm2 rendimento mecânico de 80 potência indicada de 75 kW e torque de 31 mkgf Resposta 8471 mm