MOTORES TÉRMICOS
PROF.: KAIO DUTRA
Diagrama P-v Ciclo Otto 4T
◦Os aspectos qualitativos de um diagrama p-v real de um motor ciclo Otto está representado ao lado.
Diagrama P-v Ciclo Otto 4T
◦ Note que podem-se fazer análises do funcionamento do motor, por exemplo, que as áreas entre os processos e o eixo dos volumes correspondem ao trabalho realizado.
Diagrama P-v Ciclo Diesel 4T
Diagrama P-v Ciclo Otto 2T
◦Nesse motor é difícil associar os processos e eventos aos cursos do pistão, já que
alguns deles
acontecem
Propriedades do Motor
Potência Efetiva - Ne
Propriedades do Motor
Potência indicada - Ni
◦É a potência desenvolvida pelo ciclo termodinâmico do fluido ativo. Essa potência pode ser medida com um indicador de pressão, que permita traçar o ciclo do fluido ativo.
Propriedades do Motor
Relação Entre Potências
◦Como o motor de combustão é uma máquina térmica, a produção de potência provém do fornecimento de calor proveniente da combustão.
◦No caso:
Propriedades do Motor
Relação Entre Potências
◦O que se pode observar ainda é que:
◦Onde Na representa a potência perdida por atrito.
Propriedades do Motor
Relação Entre Potências
◦Desta forma, agrupando as eficiência temos que:
Propriedades do Motor
Relação Entre Potências
◦Defini-se a relação combustível-ar como sendo a relação entre a massa de combustível (mc) e a massa de ar (ma), ou seja:
Propriedades do Motor
Eficiência Volumétrica
◦Para o estudo da admissão de ar para o motor, em lugar do ma, prefere-se o termo adimensional denominado eficiência volumétrica(ηv).
Propriedades do Motor
Eficiência Volumétrica
◦Sabe-se que a temperatura no interior do cilindro é maior que temperatura na atmosfera exterior (Ti>Te) e que a pressão no interior do cilindro é menor que a atmosfera no exterior (Pi<Pe).
◦Então pode-se afirmar que: ρi<ρe
Propriedades do Motor
Eficiência Volumétrica
◦Sabendo-se que: ρi<ρe
◦Logo, o enchimento dos cilindros se faz com um ar mais rarefeito do que aquele que forma o ambiente que envolve o motor.
Propriedades do Motor
Eficiência Volumétrica
◦Pode-se escrever os fluxos mássicos da seguinte forma:
Propriedades do Motor
Controle ou Variação da Potência
◦Através da equação da potência efetiva é possível obter uma equação para o torque:
Propriedades do Motor
Controle ou Variação da Potência
◦Se supuséssemos as eficiências constantes para um motor, em qualquer condição, o que obviamente não é verdade, o torque seria constante em qualquer rotação.
Propriedades do Motor
Controle ou Variação da Potência
◦Observa-se que a potência do motor pode variar com a rotação ou comandada pela variação do acelerador, que no motor Otto aciona a borboleta e no motor Diesel o débito da bomba injetora.
Propriedades do Motor
Controle ou Variação da Potência
◦Assim, no banco de provas, é possível efetuar dois tipos de ensaios básicos:
◦ Medição da variação das propriedades do motor, mantida a carga e variando a rotação;
Propriedades do Motor
Consumo Específico - Ce
Propriedades do Motor
Consumo Específico - Ce
◦A potência efetiva é medida no dinamômetro e o consumo de combustível é medido de duas maneiras:
◦ Medição Volumétrica: Utiliza-se um frasco de
volume calibrado para medição do volume
consumido;
Propriedades do Motor
Consumo Específico - Ce
Propriedades do Motor
Pressão Média - Pm
◦Durante o ciclo termodinâmico desenvolvido no fluido ativo de
um motor de combustão
Propriedades do Motor
Pressão Média - Pm
◦Defini-se pressão média do ciclo ou pressão média indicada, como sendo
uma pressão que aplicada
Propriedades do Motor
Pressão Média - Pm
◦Observa-se que Pm representa o trabalho por unidade de cilindrada. ◦Como a Pm é, no fundo, uma média
Propriedades do Motor
Pressão Média - Pm
Propriedades do Motor
Pressão Média - Pm
◦Os mesmo conceitos são utilizados para a definição de:
◦ Pressão média efetiva:
◦ Pressão média de atrito:
Propriedades do Motor
Pressão Média - Pm
Propriedades do Motor
Curvas Características dos
Motores
◦As propriedades dos motores variam em função das condições de funcionamento. Para se ter uma visualização dessas variações são construídas curvas características a partir de ensaios realizados em laboratório.
Propriedades do Motor
Curvas Características dos Motores
◦É importante notar que, sendo: ◦Tem-se:
Propriedades do Motor
Curvas Características dos Motores
◦Logo, os pontos (a) e (c) que correspondem a um mesmo β
apresentarão um mesmo
Propriedades do Motor
Curvas Características dos Motores
◦Para agrupar num único gráfico os ensaios de variação do consumo específico com a rotação e com a carga,
costuma-se fazer o chamado
