lista1

Ciclos Ideais
1. A figura representa um ciclo Diesel padr˜ao ar representativo de um motor de igni¸c˜ao por compress˜ ao a 4 tempos. S˜ ao dados: Cilindrada do motor: 5000 cm3 Poder calor´ıfico inferior do combust´ıvel:
41.800 kJ/kg cv = 0,715 kJ/(kg.K); cP = 1 kJ/(kg.K); k = 1,4; R = 287 J/(kg.K)
P (bar)
2

60

3 (2273 K)

4
1

1 v2 v1 v (m3 /kg)

Pede-se:
a) Completar as press˜ oes, temperaturas e volumes no ciclo;
b) A taxa de compress˜ ao; (18.6)
c) A massa de ar que trabalha no ciclo; (6 g)
d) O calor fornecido ao ciclo em kJ; (8,02 kJ)
e) Uma estimativa rela¸c˜ ao combust´ıvel-ar; (0,067 kg de comb./kg de ar)
f) O trabalho do ciclo em kJ; (5 kJ)
g) A eficiˆencia t´ermica; (62%)
h) A press˜ ao m´edia efetiva do ciclo em bar; (10 bar)
i) A rota¸c˜ ao do motor que permitiria obter uma potˆencia do ciclo de 146 cv; (2582 rpm)
j) A fra¸c˜ ao residual de gases. (0,023)
2. O ciclo de um cilindro de um motor Otto a 4 tempos ´e representado na figura. A cilindrada do motor
´e 1.500 cm3 e o calor fornecido por ciclo, por unidade de ar ´e 1.488 kJ/kg. Sendo ηt = 56%; k=1,4 e R = 287 J/(kg.K), pede-se:
a) A m´ axima temperatura do ciclo (2.771 K);
b) A potˆencia do motor a 5600 rpm, representada pela potˆencia do ciclo (102 cv);
P (bar)
3

2

4
1 (303 K)

1 v2 Combust˜ ao e Motores de Combust˜ ao II

v1 v (m3 /kg)

1

Engenharia Mecˆanica

c) O consumo do motor em kg/h de um combust´ıvel de poder calor´ıfico inferior de 40.964 kJ/kg.
(11,8 kg/h)
3. Um ciclo misto, Dual ou Sabath´e a ar representa um motor de potˆencia do ciclo 120 cv a 2.800 rpm. A massa do fluido ativo ´e 4,1×10−3 kg. O rendimento t´ermico do ciclo ´e 60%, quando o calor fornecido isocoricamente ´e igual ao calor fornecido isobaricamente. Sabe-se que o combust´ıvel tem
PCI = 41,8 MJ/kg e que a temperatura final de compress˜ao ´e 700 K. Dados: k = 1,4; R = 287
J/(kg.K), pede-se:
1. O consumo de combust´ıvel em kg/h; (12,7 kg/h)
2. A m´ axima temperatura do ciclo. (2537 K)
4. Um motor de combust˜
ao