2º S 2017 - Prova Sistemas Termicos UMC

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1. Um motor a diesel possui cilindros com diâmetro de 0,1 m, curso de pistão de 0,11 m e uma razão de 
compressão de 19:1, funcionando a 2000 rpm (rotações por minuto). Cada ciclo é efetuado com duas 
rotações e tem uma pressão média efetiva de 1400 kPa. Se o motor tem 6 cilindros, determine (a) sua 
potência em kW e em hp (horse-power); (b) seu volume morto [cm3]; (c) a velocidade média do pistão [m/s]. 
(Valor: 3,0 pontos) 
 
2. Para o motor abaixo, calcule: (a) a temperatura no final de cada processo do ciclo, (b) a pressão média do 
ciclo, (c) o rendimento térmico. O ar é o fluido de operação a 25 °C e 100 kPa. (Valor: 3,0 pontos) 
 
3. Seja um motor de combustão interna de 6 cilindros, 4 tempos com volume total de cada cilindro de 800 ml 
trabalhando em uma aplicação de geração de energia a 1800 rpm (60 Hz). Este motor pode ser modelado 
como o de um motor onde toda a combustão ocorre a pressão de 50 atm constante em um local onde a 
pressão é de 1 bar e a temperatura do ar após a admissão é de 62 °C. Sendo a energia do combustível de 
41868 kJ/kg, F = 0,07, cp = 1,008 kJ/kg.K, cv = 0,775 kJ/kg.K, determine: (Valor: 3,0 pontos) 
a) A temperatura máxima do ciclo 
b) A massa de ar 
c) A fração residual dos gases 
 
 
Obs.: 
a. Todas as respostas à caneta. RESPOSTAS A LÁPIS NÃO SERÃO CONSIDERADAS!; 
b. Utilizar para os cálculos e resposta 3 casas após a virgula. 
c. Se necessário, g = 9,81 m/s2 
 
Engenharia Mecânica 
I – Mogi das Cruzes 
 
 25/09/2017 
Sistemas Térmicos I 
7° Noturno A 
FORMULÁRIO 
Propriedades do ar a 300 K e 100 kPa: 
R = 29,3 kgf.m/kg.K cp: 0,239 kcal/kg.K cv: 0,171 kcal/kg.K 
R = 0,287 kJ/kg.K cp: 1,005 kJ/kg.K cv: 0,718 kJ/kg.K 
Outros: 
1 cv = 75 kgf.m/s 1 bar = 1,020 kgf/cm2 1 kcal = 427 kgf.m 
1cv = 0,986 hp 1 bar = 100 kPa 1 kcal = 4186,8 J 
1 kW = 1,341 hp 1 bar = 0,987 atm 1 kgf.m = 9,81 N.m 
 
 
Algumas equações: 
𝑆 = 2 ∙ 𝑎 𝑇2
𝑇1
= (
𝑝2
𝑝1
)
𝑘−1
𝑘
 
𝑅𝐷𝑆 = 
𝐷
𝑆
 𝑐𝑣 =
𝑅
𝑘 − 1
 
R = 
L
a
 𝑐𝑝 =
𝑅 ∙ 𝑘
𝑘 − 1
 
S̅p = 2 ∙ S ∙ n 𝑝2
𝑝1
= (
𝑣1
𝑣2
)
𝑘
 
𝑆𝑝
𝑆�̅�
=
𝜋
2
∙ [1 +
cos 𝜃
(𝑅2 − 𝑠𝑒𝑛2𝜃)
1
2
] ∙ 𝑠𝑒𝑛𝜃 
𝑇2
𝑇1
= (
𝑣1
𝑣2
)
𝑘−1
 
𝜂𝑡 = 1 −
1
𝑟𝑐
𝑘−1
∙
𝑝3
𝑝2
∙ (
𝑣3𝐴
𝑣2
)
𝑘
− 1
(
𝑝3
𝑝2
− 1) + 𝑘
𝑝3
𝑝2
(
𝑣3𝐴
𝑣2
− 1)
 
 
 pV = mRT Q = m.c.ΔT 
 
q = mc.pc 
 
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MITSUBISHI ENGINE 
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MITSUBISHI ENGINE 
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