MCI-13

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UNIDADE 13.0
POTÊNCIAS, RENDIMENTOS E CONSUMOS 
DO MOTOR DIESEL
13.1 – INTRODUÇÃO 
13.2 – POTÊNCIA INDICADA 
13.3 – POTÊNCIA EFETIVA 
13.4 – POTÊNCIA DE ATRITO 
13.5 – O CALCULADOR MIP
13.6 – RENDIMENTOS 
13.7 – CONSUMO ESPECÍFICO DE COMBUSTÍVEL 
13.8 – EXERCÍCIOS PROPOSTOS
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UNIDADE 13.0
POTÊNCIAS, RENDIMENTOS E CONSUMOS 
DO MOTOR DIESEL
13.1 – INTRODUÇÃO
	Estamos outra vez com você, agora para tratar de três grandezas importantes relacionadas com o desempenho do motor. Estamos falando de potências, rendimentos e consumos de combustível. Na prática, os quantitativos dessas grandezas são calculados na fábrica e posteriormente durante a navegação. Durante os testes de fábrica, o motor é submetido ao dinamômetro nos regimes de carga de 25%, 50%, 75%, 100% e 110 %. Os resultados desses testes são registrados em folhas especiais e plotados em gráficos para a obtenção das chamadas curvas de desempenho. Esses resultados fazem parte da documentação que é entregue ao proprietário do motor. Com base nesses dados, o pessoal de bordo pode, então, avaliar melhor a performance do motor durante a navegação, cuidando para que ela se mantenha o mais próximo possível das condições de “motor novo”.
13.2 - POTÊNCIA INDICADA
	Como você sabe, a potência é o trabalho na unidade do tempo. Várias são as classes de potência, a começar pela teórica, que seria a potência desenvolvida pelo motor se todo o calor da queima do combustível fosse aproveitado para produzir trabalho no seu eixo de manivelas. Sabemos, no entanto, que isso é impossível. Mais da metade do calor é perdido nos gases de descarga, na água de resfriamento, nos roçamentos das peças, por irradiação, etc. A própria potência indicada, que iremos estudar, primeiro, já é muito menor do que a potência teórica.
A potência indicada deve ser entendida como aquela que os gases desenvolvem no interior dos cilindros do motor. Ela recebe esse nome porque sua obtenção é feita com o auxílio de um aparelho indicador de diagramas. 
Neste módulo, tentaremos mostrar um pouco da prática de obtenção dessa potência a bordo dos navios, começando pela determinação da potência dos motores de propulsão de 2 tempos dos navios de médio e de grande porte.
Para determinarmos a potência indicada do motor, necessitamos dos diagramas indicados dos seus respectivos cilindros. Esses diagramas são obtidos utilizando-se o indicador mecânico ou de Watt, representado na figura 13.1. O princípio de funcionamento do aparelho é o seguinte:
O indicador consta de dois elementos básicos: o tambor A, onde se coloca um papel especial que, quando riscado, apresenta uma impressão nítida, e um êmbolo B, que fica comunicado com o interior do cilindro do motor e que se desloca verticalmente com movimento alternado, em função das variações de pressão no cilindro. Esse êmbolo comanda um estilete C, por meio de um sistema de alavancas. O operador pressiona o estilete sobre o papel especial enrolado no tambor A. Este pode girar em torno do seu eixo, efetuando um movimento angular alternativo por meio de um cordão G, enrolado em torno de sua base. Esse cordão é ligado a um dispositivo apropriado, existente no motor que, comandado por um excêntrico, reproduz em escala os movimentos alternativos do êmbolo do cilindro do motor cujo diagrama se deseja obter. Dessa maneira, cada posição do êmbolo, em relação ao cilindro, corresponde a uma posição angular definida do tambor A. 
O êmbolo B, por seu turno, é submetido à ação de duas forças contrapostas: a força da mola E, que tende a mantê-lo na posição inferior; e a força oriunda da pressão P, que chega do interior do cilindro do motor pela válvula de prova conhecida a bordo com o nome de “rubinete”, na qual o indicador de diagramas é instalado. Da combinação dos movimentos do tambor A ( angular alternativo ), e do êmbolo B ( retilíneo alternativo ), obtém-se no papel enrolado no tambor uma figura que mostra as variações de pressão em função do deslocamento do êmbolo do motor. Essa figura é o diagrama P-V ( Pressão-Volume ), cuja área precisamos calcular para podermos determinar, em seguida, a pressão média indicada (pmi). Por sua vez, a pmi será utilizada posteriormente para a obtenção da potência indicada do motor. Na prática são obtidos os diagramas de todos os cilindros do motor, sendo necessário calcular a pmi para cada um deles. 
A pressão média indicada, ou simplesmente pmi, é a pressão constante teórica que, para idêntico volume deslocado durante um ciclo, fornece um trabalho igual àquele desenvolvido durante o ciclo real. Em termos mais objetivos, corresponde à altura de um retângulo que, com base igual ao comprimento do ciclo, possui uma área igual àquela compreendida no interior do diagrama indicado.
Na fórmula da pmi, mostrada abaixo, S é a área do diagrama, R é a constante da mola utilizada no indicador mecânico, e L é o comprimento do diagrama.
 	As unidades são:
		S – [cm2]
		L – [cm]	
	
Uma das várias maneiras de se calcular a área de cada diagrama do motor é utilizar um aparelho denominado planímetro, mostrado na figura 13.2. Observe que, na referida figura, o diagrama obtido pelo indicador mecânico já está posicionado e fixado à mesa para ser planimetrado. Portanto, a obtenção dos diagramas é feita na praça de máquinas, mas os cálculos das áreas são feitos no escritório.
Além de posicionar corretamente o papel do diagrama, deve-se fixá-lo com percevejos sobre um pedaço de papelão. Para que o cálculo seja o mais preciso possível, recomenda-se ainda:
calibrar o aparelho com uma figura de área conhecida ( quadrado, retângulo, círculo, etc.);
marcar o ponto de partida na linha representativa da fase de expansão, para não perder a posição do início e do fim da planimetragem;
providenciar boa iluminação para a mesa e, se houver necessidade, usar uma lupa (lente de aumento )para leitura do nônio;
fazer duas ou três circunscrições, até obter duas leituras cuja diferença não seja maior que “1” na escala do nônio do planímetro;
a cada circunscrição, anotar a leitura inicial e a final. A diferença entre essas leituras é proporcional à área do diagrama.
Antes de fazermos um exercício referente à pmi, você deve saber que, além do ciclo mostrado na figura 13.2, o aparelho permite a obtenção das linhas representativas das pressões de compressão e de combustão, e do diagrama aberto ou fora de fase, conforme mostrado na figura 13.3. A linha da pressão de combustão é tirada com o cilindro em queima e o cordão do indicador solto do mecanismo do motor. A linha da pressão de compressão é obtida também com o cordão solto do mecanismo, porém com a bomba injetora de combustível isolada. O diagrama aberto, por sua vez, é obtido com o cilindro em queima e o tambor defasado de 90o, sendo o movimento de rotação feito manualmente pelo operador. 
	
	
Como você pode observar, ao invés de uma, são tiradas várias linhas das pressões de combustão e compressão. Esse procedimento é recomendável para obter-se uma altura média que dá mais precisão à medição. A medição dessas pressões é feita com uma pequena régua que acompanha o indicador, e que está relacionada com a escala da mola que foi utilizada no aparelho durante a obtenção do diagrama indicado. Vamos supor que a constante da mola usada para obter-se o diagrama da figura 13.3 foi 0,06. Ora, isso quer dizer que cada divisão da escala corresponderá a 0,06 cm, que, por sua vez, corresponderá a 1 Kg/cm2 no sistema de unidades que estamos utilizando. Medindo-se, então, a altura média das linhas, com a escala apropriada, obtém-se diretamente o valor da pressão de combustão ou de compressão, conforme o caso. Portanto, o indicador de diagramas possui várias molas, cada uma delas com a sua escala ou régua correspondente. Cada divisão na escala corresponde a uma unidade de pressão ( Kg/cm2, bar, MPa, etc,), conforme o sistema utilizado. Como já foi dito, a unidade da escala da mola no sistema que estamos utilizando nestetrabalho é o cm/kg/cm2. 
VEJAMOS, ENTÃO, UM EXEMPLO DE CÁLCULO DA PMI.
EXERCÍCIO RESOLVIDO:
Calcular a pmi referente ao diagrama da figura 13.2, sabendo que:
área encontrada por planimetragem = 48;
constante do planímetro = 10;
constante da mola do indicador = 0,06; ou seja, 0,06 cm medidos na escala das pressões ( ordenadas ) eqüivale a 1 kg/cm2;
comprimento do diagrama = 7.2 cm.
Solução: 
*** Como a constante do planímetro é igual a 10, para encontrarmos a área em cm2, precisamos dividir 48 por 10 = 4,8 cm 2.
Em seguida, é só aplicar a fórmula da pmi.
 
	Agora que você já sabe como determinar a pmi, precisa conhecer também a fórmula da potência indicada. 
Como você sabe, pressão é igual à força sobre a área
F = P.S , sendo P a pmi e S a área da seção do cilindro.
 F = P.0,7854.D2 , sendo P em Kg/cm2 e D dado em cm.
Assim, F = 0,7854.D2.P (Kg)
Sabe-se que a Velocidade Média do êmbolo V é dada por
	
Chamando de Wi a potência indicada e sendo V dado em m/s
Wi = F.V (Kgm/s)
Dividindo por 75, obtém-se o resultado em CV
�
Substituindo na fórmula os valores de F e V, tem-se:
	Chegamos até aqui partindo do suposto de que todos os cursos são úteis ou motrizes. Sabemos, entretanto, que isso não é verdade, pois tanto nos motores de 2 como nos de 4 tempos, apenas um é motriz (expansão). Em vista disso, temos de acrescentar à fórmula um certo número t de tempos do motor.
	
A fórmula acima nos permite calcular a potência em um único cilindro do motor. Por isso, para obtermos a potência total, precisamos empregar um número n de cilindros. Assim, para motores de 2 tempos temos:
E para motores de 4 tempos:
Para obter a potência em KW, as fórmulas e as unidades são:
Para motores de 2 tempos:
Para motores de 4 tempos:
�
 Onde: 
 D 	............... 	cm
 C 	................ 	 m
 P 	( pmi ) ..... 	bar
 N 	................ 	rpm
Observe que o 10 no numerador permite transformar a pmi dada em bar em N/cm2. O número 60 permite transformar a rpm em rps e o número 1000 é o fator de conversão para KW.
Uma outra fórmula utilizada no cálculo da potência indicada é a que utiliza a constante do cilindro ( Cc ) 
 Wi = pmi . Cc . N . n 
Onde:
 Wi	.............	potência indicada em CV por cilindro
 pmi 	.............	pressão média indicada em Kg /cm2
 Cc 	.............. 	constante do cilindro
 N 	.............. 	rotação por minuto
A constante do cilindro ( Cc ) é um valor próprio de cada motor e é encontrada no manual do fabricante. 
PRONTO! ACREDITAMOS QUE, AGORA, VOCÊ JÁ ESTÁ APTO A ACOMPANHAR UM CÁLCULO DE POTÊNCIA INDICADA, NÃO É ? ENTÃO, VAMOS A UM EXEMPLO:
EXERCÍCIO RESOLVIDO:
Exemplo 1
Determine em CV e em KW a potência indicada de um motor Diesel de 2 tempos que opera com os seguintes dados:
Diâmetro do cilindro ........ 	500 mm
Curso do êmbolo .............. 1600 mm
Pressão média indicada ... 10 Kg/cm2 (média das pmi de todos os cilindros)
Velocidade ........................ 110 rpm
Número de cilindros ......... 7
�
Solução:
Cálculo da potência indicada em CV:
2) Cálculo da potência indicada em KW
13.3 – POTÊNCIA EFETIVA
	A potência efetiva é a que se encontra disponível à saída do eixo de manivelas do motor. Ela é bastante menor que a potência indicada, por causa das perdas por atrito somadas à energia necessária ao desenvolvimento dos tempos de admissão, compressão e descarga, e também à utilizada para o acionamento de certos componentes do motor, tais como: eixo de cames, válvulas, bombas injetoras, bombas de óleo e de água do tipo dependentes, etc.
a potência efetiva pode ser determinada, conhecendo-se a indicada e o rendimento mecânico ou a indicada e a potência de atrito, que estudaremos mais adiante. Agora nos ocuparemos da obtenção da potência efetiva. Na fábrica, durante os testes de bancada, o motor é submetido a um dinamômetro ou aparelho de freio. Existem vários tipos de freio: o de Prony , o elétrico, o freio a corrente de Foucalt etc. Mas é num dinamômetro hidráulico (water brake ), como o mostrado na figura 13.4, que são testados os motores marítimos de médio e de grande porte. Os ensaios são feitos nos regimes de 25%, 50%, 75%, 100% e 110%. da carga. Os resultados obtidos permitem traçar várias curvas de desempenho do motor, entre as quais a da potência efetiva.
O aparelho de freio mais simples que existe é o de Prony, mostrado na figura 13.5. Entretanto, entendendo o seu princípio de funcionamento, você compreenderá sem dificuldade todos os outros tipos de freio. 
	
O aparelho consta de duas telhas A e B que, por meio de sapatas de fibra, ou madeira abraçam o volante ou extremidade do eixo do motor. A telha superior A é fixada ao braço de alavanca C, em cuja extremidade mais próxima do eixo do motor instala-se um contrapeso corrediço F1, o qual permite colocar o aparelho em equilíbrio ( conforme se apresenta na figura ). Colocando-se o motor em funcionamento, por exemplo, no sentido indicado pela seta, aperta-se suficientemente a porca borboleta para permitir a aderência das sapatas A e B ao eixo. Assim, o eixo do motor tenderá a arrastar o braço da alavanca C, no mesmo sentido de rotação. Esse movimento fica limitado pelo esbarro superior E. Com o motor funcionando com as rotações desejadas, vão-se colocando pesos conhecidos no prato D da balança , até que a alavanca retome a posição de equilíbrio, ou seja: fique entre os dois esbarros E. Sabe-se que o produto de uma força por um braço de alavanca denomina-se par motor ou torque. Portanto, no Freio de Prony o par motor é o produto da força dos pesos colocados na balança pelo comprimento L do braço da alavanca.
	
Durante o giro do eixo do motor, o braço da alavanca tenta seguir o seu movimento de rotação, até que encosta no esbarro superior E. Isso acontece porque, nesse instante, o par que o motor desenvolve é maior que o par resistente. Adicionando mais pesos ao prato da balança, até que se reencontre a posição de equilíbrio, o par resistente iguala-se ao par motor. Basta, então, conhecer o valor do par resistente, para determinar o valor do par do motor. Isto será o produto da força F pelo comprimento L do seu braço de alavanca.
	
Se, agora, com um contador de rotações medirmos o número n de rotações por minuto, a potência efetiva será facilmente determinada aplicando-se uma das fórmulas abaixo:
Onde:
L = em m
F = peso em Kg
n = em rpm
	A bordo dos navios mercantes de médio e de grande porte, a potência efetiva do MCP vem sendo calculada, relacionando-se os cálculos feitos durante a navegação com os resultados obtidos no teste de fábrica do motor. Conforme acabamos de estudar, a potência efetiva é determinada na fábrica em um aparelho de freio. Por ocasião dos testes são construídas diversas curvas que relacionam a potência efetiva com a rotação, com o consumo, com a posição do indicador de carga, etc. Naturalmente, essas curvas fornecidas pelo fabricante servem de base para os cálculos de bordo. Como o combustível utilizado no teste de fábrica é normalmente um óleo leve, de poder calorífico diferente do óleo pesado utilizado a bordo, é absolutamente indispensável que o fabricante forneça o poder calorífico e a densidade do combustível na temperatura em que foi utilizado durante o ensaio na fábrica. Só assim poderão ser feitas as necessárias correções visando à obtenção de valores realmente confiáveis.
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE:
	Os MCAs de bordo não dispõem de um mecanismo apropriado para a obtenção dos diagramas cuja área é calculada para obter-se a pmi. Todavia, conhecendo-se o rendimento do gerador, a potência efetiva dos MCAs pode ser calculada a partir dos dados obtidos nos instrumentos de medição existentes no Quadro Elétrico Principal. Como a corrente de bordo é alternada, as fórmulas para obtenção em CV e em KW são:
	
Onde:V ........... Voltagem
 A ........... Amperagem
 M ........... Rendimento do gerador
13. 4 – POTÊNCIA DE ATRITO 
A energia mecânica recebida pelo êmbolo é de natureza periódica, provocando um movimento linear por vez. Esta energia chega ao volante do motor sob forma contínua em movimento circular. Todavia, durante essa transformação, há perdas por causa do atrito das superfícies metálicas em contato. A essas perdas, soma-se ainda a energia necessária ao desenvolvimento dos tempos de trabalho negativo como o de admissão, o de compressão e o de descarga, e também a utilizada para o acionamento de alguns componentes do motor tais como: eixo de cames, bombas injetoras de combustível, válvulas, de aspiração e/ou descarga, bombas de óleo e água, quando são dependentes, etc. 
A potência de atrito (Wa) é, então, obtida, subtraindo-se a potência efetiva da potência indicada, conforme a fórmula abaixo:
 
 
13.5 – O CALCULADOR MIP
	Ao terminarmos nossa explicação sobre diagramas, pressão média indicada e potências do motor, não poderíamos, de forma alguma, deixar de mencionar um dos maiores avanços tecnológicos que chegaram a praça de máquinas dos navios mercantes nos últimos anos. Estamos falando do Calculador MIP, cuja instalação pode ser observada na figura 13.6. 
�
O aparelho é instalado na sala de controle e, como não poderia deixar de ser, os seus sensores são instalados no próprio motor de combustão. Vale a pena ressaltar que um só MIP pode receber informações do MCP e de todos os MCAs. Apesar da simplicidade do nome, o MIP (Indicador de Pressão Média) tem a propriedade de fornecer rapidamente uma série de dados operacionais importantes do motor. Pmi, carga em KW, pressão de compressão, pressão de combustão, pressão de injeção e diagramas abertos são algumas das variáveis fornecidas por esse maravilhoso equipamento eletrônico. As informações desejadas pelo operador são solicitadas no teclado e indicadas no monitor (H). Caso se deseje, a impressora (I) permite obter em cores uma cópia dos dados que aparecem no monitor. 
Fig. 13.6 – Calculador MIP
Nesse item, não tivemos a pretensão de fazer um estudo detalhado sobre o MIP NK-5. Muita coisa você ainda vai ter que aprender sobre ele. De qualquer forma, o calculador não poderia ficar de fora deste trabalho, porque veio facilitar, sobremaneira, a condução dos motores Diesel a bordo dos navios mercantes.
13.6 – RENDIMENTOS
Você já conhece as potências indicada, efetiva e de atrito. Agora precisa conhecer os rendimentos total, térmico e indicado do motor. Preste bem atenção, porque, além de muito importantes, serão usados durante a resolução dos problemas que virão a seguir. Vejamos a definição de cada um deles:
�
Rendimento total - é a relação entre a potência mecânica, desenvolvida à saída do eixo de manivelas do motor, e a que lhe é fornecida sob a forma de combustível. Em outras palavras, é a relação entre a potência efetiva e o potencial energético do combustível.
Rendimento térmico - é a relação entre a energia recebida pelos êmbolos e o potencial energético do combustível.
Rendimento mecânico – é a relação entre a energia recebida pelos êmbolos e a disponível à saída do eixo de manivelas. Em outras palavras, é a relação entre a potência efetiva e a potência indicada.
 Em resumo:
Wo = potencial energético do combustível = potência absorvida.
Wi = energia absorvida pelos êmbolos = potência indicada.
We = energia útil à saída do eixo de manivelas = potência efetiva.
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE! 
O rendimento total ou global de um motor pode ser determinado, conhecendo-se o consumo específico de combustível ( Cesp ) do motor e o poder calorífico do combustível ( Pc ) por ele utilizado. Assim, basta aplicar a fórmula abaixo:
Onde : Cesp ______ g/CVh
 Pc ______ Kcal/Kg
 
ATENÇÃO!
 CASO O CONSUMO ESPECÍFICO SEJA DADO EM G/HPH DEVE-SE SUBSTITUIR O 632000 POR 642000.
Agora que você conhece também os rendimentos do motor, procure compreender os seguintes exemplos envolvendo rendimentos e potências:
EXERCÍCIO RESOLVIDO:
Exemplo 1
Determine o rendimento de um motor que, queimando um combustível com um poder calorífico igual a 10200 Kcal, apresenta um consumo específico de 140 g/CVh.
Solução:	 
 
 
 
Exemplo 2
Determine em KW as potências indicadas, de atrito e efetiva de um motor Diesel de dois tempos com 7 cilindros, que opera com os seguintes dados:
diâmetro do cilindro................. 650 mm
curso do êmbolo ...................... 1800 mm
pressão média indicada ............ 11 bar
rendimento mecânico .......... 90 % 
 e) velocidade ................................. 120 rpm
Solução: 
 
 
We = 9198,36 . 0,9
 
Wa = Wi – We
Wa = 9198,36 – 8278,52
 
13.7 – CONSUMO ESPECÍFICO DE COMBUSTÍVEL
	Denomina-se consumo específico de combustível o consumo horário por unidade de potência do motor. As unidades mais utilizadas são: o g/CVh, o g/HPh e o g/KWh. 
 
Onde: m = massa de combustível ( g )
 t = tempo ( 1 hora ) 
 W = potência ( CV ou KW ou HP )
 
	Quando o consumo específico se baseia na potência indicada ( Wi ), é denominado consumo específico indicado. Da mesma forma, quando se baseia na potência efetiva ( We ), denomina-se consumo específico efetivo. Na prática, sempre que se fala apenas em “consumo específico de combustível”, subentende-se que se trata do consumo específico efetivo.
	O consumo específico é um parâmetro muito importante na comparação de motores. Por exemplo: se você comparar dois motores de mesma potência, com consumos específicos diferentes, você poderá concluir, sem medo de errar, que o motor com menor consumo específico é mais econômico que o outro. Ou seja: ele aproveita melhor o seu combustível. Em outras palavras, tem mais rendimento que o outro. A que se deve isso? Ora, com certeza a um projeto mais “caprichado”. Ou seja: um projeto feito por quem prioriza a economia de combustível sem prejuízo da potência. Para você ter uma idéia melhor, hoje há motores de propulsão marítima como os de curso longo (long stroke), com consumo específico da ordem dos 135 g/CVh. Em compensação, sua pressão de combustão, em regime de viagem, é da ordem dos 140 bares.
Na prática, conhecendo-se a densidade do óleo combustível, na temperatura com que passa no oleômetro, e a potência efetiva do motor, o consumo específico pode ser determinado a partir do volume registrado no oleômetro. Nesse caso, a fórmula passa a ser: 
Onde:
 v 	= volume .............	em litro
 d 	= densidade ....... 	Kg/l, (o mesmo que Kg / dm3 )
 t 	= tempo ..............	1 hora
 We 	= potência efetiva.... 	CV , KW ou HP
NOTA: o fator 1000 é para transformar a massa em Kg para grama.
QUE TAL VOCÊ REALIZAR AGORA ALGUNS EXERCÍCIOS ?
1) Um motor Diesel consome por hora 600 Kg de combustível quando desenvolve uma potência efetiva de 3500 CV. Sabendo que o rendimento mecânico é de 85%, determine os consumos específico, efetivo e indicado.
Solução:
�
2) Calcular o consumo específico de combustível de um motor propulsor que, desenvolvendo uma potência efetiva de 4500 CV, apresenta um consumo horário médio registrado no oleômetro de 800 litros de combustível pesado. Sabe-se que a densidade do óleo na temperatura com que passa no referido medidor é de 0,860 Kg/ dm3.
Solução:
 
 
OBSERVAÇÕES IMPORTANTES:
Na nota de recebimento do óleo combustível entregue a bordo vem expressa a densidade a 20 ou a 15o C. No termômetro instalado na entrada do oleômetro, você pode obter a temperatura com que o combustível passa no medidor. Ora, com esses dois valores você entra num gráfico ou numa tabela e obtém a densidade para aquela temperatura. Aí sim, você pode entrar com o valor corrigido na fórmula. No problema anterior, a densidade já foi dadacorrigida.
Se você quisesse obter o resultado em g / KWh, teria que primeiro converter os 4500 CV para KW.
Quando a temperatura do óleo aumenta, o volume também aumenta e a densidade diminui. A massa, entretanto, permanece constante.
Equivalências importantes:
 		 1 CV = 0,736 KW
 1 HP = 0,746 KW
 1 HP = 1,01426 CV
 1 CV = 632 Kcal
 1 HP = 642 Kcal 
VAMOS AGORA TESTAR SEU NOVO APRENDIZADO?
�
13.8 – EXERCÍCIOS PROPOSTOS
I) Responda às perguntas a seguir:
Para que serve o planímetro?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
O que é potência indicada?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Qual é o aparelho de freio ou dinamômetro utilizado nos testes de fábrica dos motores de médio e de grande porte?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________
O que é potência efetiva?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Como se denomina a potência obtida pela diferença entre a potência indicada e a efetiva?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Qual é o dispositivo eletrônico que vem sendo utilizado a bordo para determinar a carga do motor em KW e as pressões de compressão e combustão ?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
O que é o rendimento mecânico do motor?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
8) O que é o consumo específico de combustível do motor ?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Qual é a diferença entre os consumos efetivos indicado e efetivo ?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Quais são as unidades mais utilizadas na determinação do consumo específico de combustível ?
II) Resolva os problemas abaixo: 
Durante o teste de fábrica, o motor desenvolveu a 100% da carga uma potência indicada de 9184 HP e uma potência efetiva de 8619 HP. Qual é o seu rendimento mecânico?
 
 
Durante o ensaio a 100% da carga, com velocidade de 127 rpm, a potência efetiva calculada no dinamômetro foi de 8619 HP, conforme já foi mencionado no problema no 1. Considerando o comprimento L da alavanca do freio igual a 0,717 m, qual é o valor da carga (peso) F no dinamômetro ?
Durante o teste do motor a 100% da carga, ele apresentou um consumo específico de combustível de 129,4 g/HPh. Sabendo que o poder calorífico do combustível utilizado foi de 10200 Kcal/Kg, qual o seu rendimento total ?
 
Atenção! Os dados utilizados nos problemas acima são reais e referem-se ao teste de bancada realizado no motor 5S50MC da MAN B&W, realizado no dia 18/09/93. Depois de resolvê-los, consulte alguns livros bem antigos sobre motores, e verifique o quanto os “rendimentos” do motor Diesel vêm aumentando nos últimos anos. Você comprovará que não foi à toa que o motor Diesel tornou-se o líder absoluto na propulsão dos navios mercantes.
Fig. 13.2 - Planímetro
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, dividindo ( por 4 para eliminar o denominador, vem:
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, sendo C dado em m e N em rpm.
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Wi = 5375 CV
� EMBED Equation.3 ���
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Wi = 4032 KW
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Fig. 13.1 – Indicador mecânico
Fig. 13.3
 pmi = 11,1 Kg/cm2
�
Fig. 13.4 – Dinamômetro hidráulico
Fig. 13.5 - Aparelho de freio Prony
Wa = Wi - We
( = 41%
Wi = 9198,36 KW
We = 8278,52 KW
Wa = 919,84 KW
Cesp = 152,8 g/CV.h
�PAGE �1�
�PAGE �219�
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