Enunciado

Considere um ciclo de ar-padrão Diesel. No início da compressão, p 1 = 14,0 l b f i ,   T 1 = 520 ° R . A massa de ar é 0,145 lb e a taxa de compressão é 17. A temperatura máxima do ciclo é 4000°R. Determine

  1. O calor adicionado
  2. A eficiência térmica
  3. A razão de corte

Passo 1

Fala pessoaaal! Como vocês estão? Bora pra mais uma questãozinha massa!

Pra começar, vamos assumir que o calor é uma constante específica e também vamos nos basear no exemplo 9.2 pra resolvermos essa questão!

Pra compressão isotrópica, com a constante K=1,401, temos pela tabela A-20E que:

T 2 = V 1 V 2 k - 1 T 1 = 1619,6 ° R

No mesmo raciocínio, temos pra expansão, que:

V 4 V 3 = V 1 V 2 ∙ T 2 T 3 = 6,8833

E também:

T 4 = V 3 V 4 k - 1 T 3 = 1845,5 ° R

Passo 2

Logo, temos que:

  1. Para o ciclo:
  2. W c i c l o = Q 23 - Q 41 = m C p T 3 - T 2 - ω T 4 - T 1

    M = p 1 V 1 R T 1 = 14 2 1545 28,97 ( 520 ) 144 1 = 0,1454   l b

    Logo,

    W c i c l o = 0,1454 0,24 400 - 1619,6 - ( 0,171 ) ( 1845,5 - 520 ) = 50,11   B t u

  3. Para a eficiência termal, temos que:
  4. η = W c i c l o Q 23 = W c i c l o m   C p ( T 3 - T 2 ) = 50,11 0,1454 0,240 4000 - 1619,6 = 0,603   ( 60,3 % )

  5. Por fim, para a razão de corte, temos:

r c = V 3 V 2 = T 3 T 2 = 4000 1619,6 = 2,47

Resposta

W c i c l o = 50,11   B t u

η = ( 60,3 % )

r c = 2,47

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