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Cap. 9 – Sistemas de potência a gás Sistemas de potência a gás Motores de combustão interna Motores ciclo Otto (ignição por centelha) Motores ciclo Diesel.

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1 Cap. 9 – Sistemas de potência a gás Sistemas de potência a gás Motores de combustão interna Motores ciclo Otto (ignição por centelha) Motores ciclo Diesel (ignição por compressão) Turbinas a gás (Ciclo Brayton) Trabalho de eixo => Geração de Energia Elétrica Energia cinética => Propulsão Ciclo Ericsson Ciclo Stirling (Motor de combustão externa)

2 9.1 – Terminologia de motores

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4 Curso = Distância percorrida pelo cilindro Ponto morto superior = Posição do cilindro correspondente ao volume morto Volume morto = Menor volume possível da câmara do motor Volume máximo = Maior volume possível da câmara do motor Taxa de compressão = Volume máximo dividido pelo volume morto Ponto morto inferior = Posição do cilindro correspondente ao maior volume

5 9.2 – Ciclo de ar padrão - Otto

6 Diagrama p-vDiagrama T-s Ciclo Otto ideal Processo 1-2 = Compressão isentrópica Processo 2-3 = Adição de calor a volume constante Processo 3-4 = Expansão isentrópica Processo 4-1 = Rejeição de calor a volume constante

7 Análise do Ciclo Otto ideal u3u3 u4u4 u2u2 u1u1

8 Compressão e expansão isentrópica r = Taxa de compressão =

9 Eficiência em função da taxa de compressão – Ciclo Otto ideal

10 9.3 – Ciclo de ar padrão - Diesel

11 Diagrama p-v Diagrama T-s Ciclo Diesel ideal Processo 1-2 = Compressão isentrópica Processo 2-3 = Adição de calor a pressão constante Processo 3-4 = Expansão isentrópica Processo 4-1 = Rejeição de calor a volume constante

12 Análise do Ciclo Diesel ideal O processo 2-3, adição de calor a pressão constante, envolve trabalho: Equação da energia:

13 Análise do Ciclo Diesel ideal Compressão e expansão isentrópica Equação do gás perfeito r C = razão de corte

14 Eficiência em função da taxa de compressão – Ciclo Otto ideal

15 9.4 – Ciclo de ar padrão - Dual

16 9.5 – Turbina a gás

17 Turbina a gás

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21 9.6 – Ciclo de ar-padrão Brayton Processo 1-2 = Compressão isentrópica Processo 2-3 = Adição de calor a pressão constante Processo 3-4 = Expansão isentrópica Processo 4-1 = Rejeição de calor a pressão constante

22 9.6.1 – Calculando as transferência de calor e trabalho

23 9.6.2 – Ciclo de ar-padrão Ideal Brayton Ar como gás ideal – Calor específico variável Calor específico constante

24 Exemplo 9.4 Ponto 1 – h 1 =300,19 [kJ/kg] – p r1 =1,386 Ponto 2 Ponto 4 Ponto 3 Tabela A.22 – Ar como gás ideal

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26 Relação de compressão x Eficiência :

27 9.6.3 – Irreversibilidades e perdas nas Turbinas a Gás

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29 Exemplo 9.5

30 9.7 – Turbinas a gás regenerativas

31 Exemplo 9.6 h 1 =300,19 [kJ/kg]h 2 =579,9 [kJ/kg]h 3 =1.515,4 [kJ/kg]h 4 =808,5 [kJ/kg]

32 9.8 – Turbinas a gás regenerativas com reaquecimento e inter-resfriamento – Turbinas a gás com reaquecimento

33 Exemplo 9.8

34 9.8.2 – Compressão com inter-resfriamento

35 9.8.3 – Reaquecimento e Inter-resfriamento

36 9.10 – Ciclo combinado

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38

39 9.9 – Turbinas a gás para propulsão

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41 Oitava lista de exercícios


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