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Engenharia Mecânica ·

Máquinas Térmicas

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ESTUDO DIRIGIDO 2 DE MÁQUINAS TÉRMICAS E REFRIGERAÇÃO PRIMEIRO SEMESTRE DE 2022 1 Propano C3H8 é queimado com ar Para cada caso obtenha a equação de reação balanceada estequiométrica para a combustão completa a Com a quantidade de ar teórico b Com 30 de ar em excesso 2 A composição de massa de trabalho de um diesel é seguinte Ct 884 Ht 104 St 04 Ct 05 Pedese para calcular o poder calorífico superior e o inferior do diesel 3 Considere uma modificação no ciclo padrão ar Otto por meio do qual ambos os processos de compressão e expansão isentrópicas sejam substituídos por processos politrópicos com n 13 A taxa de compressão para o ciclo modificado é 9 No início da compressão p1 1 bar T1 300 K e V1 2270 cm3 A temperatura máxima durante o ciclo é 2000 K Determinar a O novo ciclo e o trabalho em KJ para cada processo do novo ciclo b A eficiência térmica 4 Num ciclo Diesel de padrão ar no início da compressão p1 965 kPa e T1 157 C A massa de ar é de 01 kg e a taxa de compressão 171 A temperatura máxima do ciclo é 1950 C Determinar a O calor entregue fonte quente ao ciclo em KJ b A eficiência térmica do ciclo 5 Um ciclo ideal padrão ar Brayton operando em regime permanente produz 10 MW de potência Os dados operacionais são fornecidos na tabela abaixo Determinar a A vazão mássica de ar e kgs b A taxa de transferência de calor em KW para o fluido de trabalho que passa pela câmara de combustão c A eficiência do ciclo poder calorifico inferior Hin 33913 01 C 102995 01 H 10885 01 0 0 2512 1 W Hin 33913 8814 102995 1014 10885 10 014 2512 0 Hin 40734 KJKg 40734 MJKg Poder calorifico superior Hsup 33900 01C 141800 1H 1410 018 9200 O Hsup 33900 8814 141800 1014 018 9200 014 Hsup 4475160 KJKg 447516 MJKg Questão 03 n 13 P1 1 bar V1 2270 cm3 000227 m3 rc 9 T1 300 K Tmax 2000 K temperatura no fim da compressão Ta T3 V1V2n1 T3 rcn1 300 9031 57995 K temperatura no fim da expansão T4 T3 V3V4n1 T3 1rcn1 2000 19131 103456 K trabalho da compressão W12 RT3n1 V1V2n1 1 0287 300131 9131 26782 KJKg trabalho da expansão w34 RT3n1 v3v4n1 1 02872000131 19131 102432 KJKg calor do processo q12 w12 cv Ta T3 26782 0718 57995 300 6681 KJKg q23 cv T3 Ta 0718 2000 57995 101959 KJKg q34 w34 cv T3 T4 102432 0718 2000 103456 33113 KJKg q45 cv T4 T3 cv T4 T3 0718 103456 300 52714 KJKg calor que entra qin q23 q34 101959 33113 135072 KJKg qmax q12 q41 6681 52714 59422 KJKg calor que sai Eficiência do ciclo n 1 qmaxqint 1 59422135072 056 56 Questão 04 P1 965 KPa m 13 Kg Tmax 1950C 2223 K T1 1579C 2887 K rc 17 processo 12 compressão isentropica T2 T3 V1V2k1 2887 17141 89665 K processo 23 expansão isentropica P3V3T3P2V2T2 V3V2 T3T2 222389665 24792 processo 34 expansão isentropica T4 T3 V3V4k1 T3 24792 V2V4k1 T3 24792rck1 2223 2479217141 102916 K 3 calor do processo q12 w12 cv Ta T3 26782 0718 57995 300 6681 KJKg q23 cv T3 Ta 0718 2000 57995 101959 KJKg q34 w34 cv T3 T4 102432 0718 2000 103456 33113 KJKg q45 cv T4 T3 cv T4 T3 0718 103456 300 52714 KJKg calor que entra qin q23 q34 101959 33113 135072 KJKg qmax q12 q41 6681 52714 59422 KJKg calor que sai Eficiência do ciclo n 1 qmaxqint 1 59422135072 056 56 Questão 01 a C3H8g 5O2g 3CO2g 4H2Og b C3H8 O2 1O2 376 N2 8 CO2 9 H2O 750 O2 7512 N2 calor que entra no ciclo qent h3 h2 cp T3 T2 qent 1005 2223 89665 qent 1322198 kJkg calor que sai do ciclo qsai h4 h1 cv T4 T1 qsai 0718 729116 2887 qsai 53165 kJkg Eficiência do ciclo η 1 qsaiqent 1 53165132298 06011 6011 Questão 03 Ṽ 15 MW 10 000 Kpa h1 30016 kJkg h2 7191 kJkg h3 1733 kJkg h4 8012 kJkg vazão mássica Ṽ ṁh3 h4 h2 h3 ṁ Ṽ h3 h4 h2 h3 ṁ 10 000 1733 8012 7191 30016 ṁ 1948 kgs Eficiência do ciclo η h3 h4 h2 h1 h3 h2 η 1733 8012 7191 30016 1733 7191 η 05962 Taxa de calor qent ṁ h3 h2 1948 1733 7191 1975077 kW