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8/3/2019 Seminário Ciclo Diesel
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANATEC319 TERMODINÂMICA APL. A ENG DE ALIMENTOSPROFESSORA CONSUELO GOMES
O CICLO DIESEL
Agostinho Rios Adriano ConceiçãoNayana NunesNilmara P. Matias
Feira de Santana, BahiaDezembro de 2010
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O Ciclo Diesel
Motores
O motor é um equipamento que transforma alguma formade energia (térmica, hidráulica, elétrica, nuclear etc) emenergia mecânica. Conforme o tipo de energia quetransforma, ele é classificado motor de combustão,
hidráulico, elétrico ou atômico.
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O Ciclo Diesel
Motor de combustão inter naÉ uma máquina térmica, que transforma a energia
proveniente de uma reação química em energiamecânica. O processo de conversão se dá através de
ciclos termodinâmicos que envolvem expansão,compressão e mudança de temperatura de gases.
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O Ciclo Diesel
Os motores Diesel caracterizam-se pela ignição por compressão. O fluido de trabalho (normalmente ar) écomprimido sem ser misturado ao combustível e quando ocombustível é injetado no fluido comprimido e quente essese inflama. As máquinas que impulsionam veículospesados como caminhões, trens e navios, usualmente sãobaseadas no ciclo ideal de Diesel, o que não se refere aocombustível utilizado e sim ao ciclo termodinâmico em queoperam.
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O Ciclo Diesel
O ciclo Diesel representa, em teoria, ofuncionamento do motor com o mesmo nome.
Em ambos os casos, a evolução é:
1 2 : Compressão isentrópica W 1,22 3 : Fornecimento de calor a pressãoconstante (isobárico) q 2,33 4 : Expansão isentrópica W 3,44 1 : Cedência de calor a volume
constante q 4,1
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Componentes Básicos de Um Motor
PMS ± Ponto morto superior
PMI ± Ponto morto inferior
Curso do Motor
Válvula de AdmissãoVálvula de Descarga
Volume Mínimo ± Espaço Morto
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Motor de 4 Tempos
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Características do Motor Diesel
Semelhante ao de Otto
O ar presente no moto quando
comprimido tem que está a uma elevadatemperatura
A combustão ocorre devido o contato docombustível com o ar quente
Funciona a temperaturas altas
Pode-se usar uma taxa de compressãoelevada entre 12 ± 24 (Ciclo de Otto até12
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Ciclo Diesel: EficiênciaDefinindo:
2
3 V
V ! F
¼
½
»¬
-
«
FK
F!L
K
K )( r c
i ,f
1
111
1
F
2
1
v
v r c !
Para a mesma razão de compressão:Diesel Otto LL ³
E utilizando as relações paraprocessos adiabáticos,obtém-se:
Características do Motor Diesel
4,1!K
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De 1 a 2 :Compressão isoentrópica
(adiabática reversível) De 2 a 3: (combustão) Aquecimento a pressãoconstante (reversível) De 3 a 4:Expansão isoentrópica De 4 a 1: Esfriamentoreversível a volumeconstante ( Win): Trabalho do pistãopara comprimir o fluido;
(Qin): Calor para acombustão do fluido; (Wout ): Trabalhoefetuado pelo fluido ao seexpandir, produzindo umtorque;
(Qout ): Calor eliminadocom o ar de exautão.
Ciclo Teór ico de Diesel
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Trabalho de ciclo:
Wciclo = W 1,2 + W 3,4
Rendimento do ciclo:
Ciclo Teór ico de Diesel
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Características: A aspiração e descarga são feitas àpressão constante; O calor é introduzido
instantaneamente e a pressãoconstante; Não existe dissociação docombustível;
Perdas devido à abertura antecipadada válvula de descarga: Na teoria aabertura da válvula de descarga éconsiderada instantânea;
Ciclo Teór ico de Diesel
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Características: As perdas de calor são nulas ;
Perdas devido à variação dos
calores específicos do fluido: ovalor da pressão e temperaturamáxima obtida no ciclo é inferior àobtida quando os caloresespecíficos são constantes com avariação da temperatura.
Ciclo Teór ico de Diesel
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Obs: Uma outra característica dosgases de escape dos motoresDiesel são os altos índices
alcançados pela temperatura dofluído e pela pressão na câmara decombustão: de 600 a 800ºC e de 65a 130 kgf/cm2, respectivamente.Nos motores ciclo Otto (ou agasolina), esses valores chegamapenas a 800 a 1000ºC e de 60 a80 kgf/cm2.
Ciclo Teór ico de Diesel
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Dif erenças
entre ciclo Real e
Teór ico
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1) Perdas por bombeamento:
No ciclo teórico a aspiração e descarga-pressão constante;
No ciclo real-não acontece.
2) Perdas pela combustão não instantânea:
No ciclo teórico o calor é introduzido
instantaneamente e a pressão constante; No real isto não ocorre.
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3) Perdas pela dissociação do combustível:
No ciclo teórico não existe dissociação docombustível; No real ele se dissocia em CO2, H2, O ,CO e outros
compostos, absorvendo calor.
4) Perdas devido à abertura antecipada da válvula dedescarga:
Na teoria a abertura da válvula de descarga éconsiderada instantânea;
No real ela se abre antes do pistão atingir o PMI(ponto morto inferior).
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5) Perdas de calor:
Na teoria, as perdas de calor são nulas; No real elas são sensíveis, devido à necessidade
de refrigeração dos cilindros.
6) Perdas devido à variação dos calores específicosdo fluido:
Os calores específicos(Cp e Cv ) de um gás realaumentam com a Temperatura mas a sua
diferença é sempre constante, isto é Cp-Cv=R; Porém a relação K=Cp/Cv diminui com o aumento
da temperatura.
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A- Injeção
B - Perdas devido ao retardoda combustãoC - Perdas devido adissociação do combustívelD - Perdas devido àcombustão não instantânea
E - Perdas devido à troca decalor com o meio ambienteF - Abertura da válvula dedescargaG - Perdas devido à aberturaantecipada da válvula dedescargaH - Perdas por bombeamento
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Referências SMITH, J.M., VAN NESS, H.C., Introdução à Termodinâmica da
Engenharia Química, 3ªEdição, LTC, 2000.
Disponível em : http://www.mspc.eng.br/termo/termod0525.shtml Acessado em 09/12/2010 as 22:17.
Disponível em: http://pt.wikilingue.com/gl/Ciclo_Diesel. Acessado em09/12/2010 as 22:34.
Disponível em: http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/pt/Diesel_cycle
Acessado em 10/12/2010 as 09:33. Disponível em: http://www.agsolve.com.br/noticia.php?cod=231 Acessadoem 10/12/2010 as 09:43.
Disponível em http://www.stefanelli.eng.br/webpage/p_diesel.html Acessado em 09/12/2010 as 22:17.
Disponível em: http://carros.hsw.uol.com.br/diesel.htm Acessado em
09/12/2010 as 22:17. Disponível em:
http://www.demec.ufmg.br/disciplinas/ema003/liquidos/diesel/motor.htm Acessado em 09/12/2010 as 22:17.
Disponível em: http://www.biodieselbr.com/biodiesel/motor-diesel/motor-diesel.htm Acessado em 09/12/2010 as 22:17.
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OBRIGADO!!