APS - 1 Maquinas Termicas David - corrigido

Prévia do material em texto

UNIREDENTOR 
ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
DAVID GONÇALVES DA SILVA 
1900037 
 
 
 
 
 
 
 
APS – 01 MAQUINAS TERMICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itaperuna 
2021 
DAVID GONÇALVES DA SILVA 
1900037 
 
 
 
 
 
 
 
APS – 01 MAQUINAS TERMICAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Atividade apresentada à 
disciplina MAQUINAS 
TERMICAS como parte dos 
créditos de avaliação para 
aprovação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Itaperuna 
2021 
1- Em um regenerador ideal, o ar aquecido deixa o compressor à temperatura: 
a) De entrada da turbina. 
b) Da saída da turbina. CERTA 
c) Ligeiramente acima da saída da turbina. 
2- Qual é a diferença entre as hipóteses do padrão a ar e as hipóteses do padrão a 
ar frio? 
 Na hipótese patrão ar frio é suposto que o ar é um gás ideal na temperatura ambiente, 
tendo cp e cv constantes, determinado Tamb= 25ºC. 
3- Como são modelados os processos de combustão e de exaustão nas hipóteses do 
padrão a ar? 
 O processo de combustão e o processo de exaustão são substituídos pelos processos de 
fornecimento de calor e pelo processo de rejeição de calor respectivamente, o ultimo 
restaura o fluido de trabalho ao seu estado inicial. 
4- Quais são as hipóteses do padrão a ar? 
1. O fluido de trabalho é o ar, que circula sem parar em um circuito fechado, se 
comportando como gás ideal 
2. Os processos que formam o ciclo são internamente reversíveis. 
3. Processo de combustão é substituído por u processo de fornecimento de calor. 
4. Processo de exaustão é substituído por um processo de rejeição de calor, 
restaurando o fluido de trabalho ao seu estado inicial 
5. O ar tem calor especifico constante, valores determinados por Tamb=25ºC 
Quando utilizamos o item 5, chamamos as hipóteses de hipóteses do padrão a ar 
frio. 
5- Qual é a diferença entre volume morto e o volume deslocado nos motores 
alternativos? 
O volume morto é o espaço do pistão quando ele se encontra na posição PMS (Ponto 
morto superior, posição em que se obtém o menor volume), já o volume deslocado é o 
volume que é deslocado à medida que o pistão se move entre a PMS e a PMI (Ponto 
morto inferior, posição que se obtém maior volume). 
6- Como é definida a pressão média efetiva? 
É uma pressão que se aplicada aos pistões do motor produziria a mesma quantidade de 
trabalho liquido que o produzido em um ciclo real. Muito utilizada para comparar 
motores de cilindradas diferentes. 
Wliq= PME x Área do pistão x Curso PME= 
𝑊𝑙𝑖𝑞
𝑉𝑚á𝑥−𝑉𝑚𝑖𝑛
 (Kpa) 
 =PME x Volume deslocado 
 
 
 
7- Esboce os gráficos P x V e T x S, dos ciclos Otto, Diesel, Brayton e correlacione 
seu funcionamento com os pontos marcados nos gráficos. 
Ciclo Otto (Ciclo ideal dos motores de ignição por centelha) 
1-2 compressão isoentrópica 
2-3 adição de calor a volume constante 
3-4 expansão isoentrópica 
4-1 rejeição de calor a volume constante 
 
 
Ciclo Diesel (Ciclo ideal dos motores alternativos de ignição por compressão) 
1-2 compressão isoentrópica; 
2-3 fornecimento de calor a pressão constante; 
3-4 expansão isoentrópica; 
4-1 rejeição de calor a volume constante. 
 
 
 
Ciclo Brayton aberto 
1-2 compressão adiabática e isotrópica 
2-3 ar misturado ao combustível para queimar; aumento de temperatura e aumento de 
entalpia 
3-4 gases se expandem conforme passam pela turbina fornecendo trabalho 
4 transferência do calor do fluido para o ambiente 
 
Ciclo Brayton fechado 
1-2 compressão do gás 
2-3 gás recebe calor de uma fonte externa 
3-4 gás fornece trabalho para as turbinas 
4-1 gás cede calor a uma fonte externa, voltando ao seu estado inicial 
 
 
 
8- Um ciclo Otto ideal tem uma razão de compressão igual a 8. No início do 
processo de compressão, o ar está a 95 kPa e 27 ºC, e são transferidos para o ar 
750 kJ/kg de calor durante o processo de fornecimento de calor a volume 
constante. Considerando a variação dos calores específicos com a temperatura, 
determine: 
a) A temperatura e a pressão no final do processo de adição de calor. 
1734 K; 4392 kPA 
b) O trabalho líquido produzido. 423 kJ/kg 
c) A eficiência térmica. 56,4% 
d) A pressão média efetiva. 434 kPa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9- Uma usina de potência a turbina a gás opera em um ciclo Brayton simples 
ideal com ar como fluido de trabalho. Ar entra no compressor a 95 kPa e 290K 
e na turbina a 760 kPa e 1100 K. Calor é transferido para o ar a uma taxa de 
35000 kJ/s. Determine a potência produzida por essa usina: 
a) Considerando calores específicos constantes à temperatura ambiente. 
b) Considerando a variação dos calores específicos com a temperatura.