Exercícios Resolvidos de Termodinâmica - Ciclos Otto e Diesel

TERMODINÂMICA 2 EXERCÍCIOS 1 Um motor é acionado a gasolina e opera segundo um Ciclo a Gás Alternativo de Compressão por Ignição por Centelha do tipo Otto conforme mostrado na Figura 1 Abaixo O motor possui um diâmetro do cilindro igual a 200 mm e um comprimento do curso igual a 250 mm O volume de folga volume morto é igual a 1570 cm³ A pressão e a temperatura no início do processo de compressão são respectivamente iguais a 1 bar e 27ºC A temperatura máxima do ciclo é de 1400ºC Determine a As pressões e temperaturas no Ponto 2 no Ponto 3 e no Ponto 4 Para o ar atmosférico considere que Cv 0718 kjkgk e R0287 kjkgk b Calcule a eficiência do ciclo Otto a quantidade de calor adicionado ao ciclo e a quantidade de calor rejeitado pelo ciclo Otto c Calcule o trabalho por unidade de massa realizado a pressão média efetiva do ciclo e a potência ideal desenvolvida pelo motor considerando que o motor executa 500 ciclos de trabalho por minuto 2 Um motor é acionado a diesel combustível operando segundo um Ciclo a Gás Alternativo de Ignição por Compressão do tipo Diesel padrão A taxa de compressão do motor é igual a 16 o diâmetro do cilindro é igual a 200 mm e o comprimento do curso do cilindro é de 300 mm A pressão e a temperatura no início do processo de compressão são respectivamente iguais a 1 bar e 27ºC A razão de corte ocorre em um nível igual a 8 do curso conforme mostrado na Figura Abaixo Determine a A pressão o volume e a temperatura no Ponto 2 Ponto 3 e Ponto 4 b A razão de corte c O trabalho realizado por ciclo d A eficiência padrão do ciclo diesel e A pressão média efetiva 3 A pressão média efetiva de um motor acionado a diesel operando segundo um Ciclo a Gás Alternativo de Ignição por Compressão do tipo Diesel padrão é de 7 bar A taxa de compressão é igual a 12 e a pressão inicial é igual a pressão atmosférica local que é igual a 1 bar Determine a razão de corte e a eficiência térmica desse ciclo diesel padrão 4 Em um motor acionado a diesel combustível operando segundo um Ciclo a Gás Alternativo de Ignição por Compressão do tipo Diesel padrão a relação arcombustível é igual a 301 A Figura Mostrada Abaixo ilustra os estados termodinâmicos desse ciclo Diesel A temperatura do ar no início do processo de compressão é igual a 27ºC a taxa de compressão é igual a 161 Qual é a eficiência ideal do motor com base no ciclo padrão do ar O valor do poder calorífico inferior do diesel combustível utilizado é de 42000 kJkg 5 Um ciclo de ar padrão dual opera com uma taxa de compressão igual a 12 e razão de corte igual a 1615 A pressão máxima do ciclo é igual a 5217 bar A pressão e a temperatura no início do processo de compressão são respectivamente iguais a 1 bar e 62ºC Assumindo que o valor do coeficiente de expansão e compressão politrópico n é igual a 135 n 135 determine os seguintes itens a As temperaturas no Ponto 2 no Ponto 3 no Ponto 4 e no Ponto 5 b A eficiência térmica do ciclo c A pressão média efetiva do ciclo 6 Um Boeing 747400 possui um motor aeronáutico que opera segundo um Ciclo Brayton simples a razão de pressão é igual a 10 A temperatura e pressão do ar atmosférico na entrada são respectivamente iguais a 1 bar e 25C Considerando que o motor aeronáutico consome 080 kgs de querosene de aviação que a relação da massa de combustível pela massa de ar é igual a 0066705 que o Poder Calorífico Inferior PCI do querosene de aviação é igual a 4419 MJkg e que a eficiência do processo de combustão é igual a 333 determine os seguintes itens solicitados a Calcule as temperaturas no Ponto 2 no Ponto 3 e no Ponto 4 b Calcule o calor adicionado ao ciclo pelo combustível c Calcule o trabalho de empuxo realizado pelo motor aeronáutico d Calcule a eficiência térmica do ciclo