Esse arquivo originalmente um trabalho de Motores a Combusto Interna ndice Otto Diesel Misto Comparao Performance Emisses Evitadas

Autores Igor Mendona George Gatti Guilherme Teixeira Rodrigo MinguitaEngenharia Mecnica -UFRJ

T1 Dados p1 rc qh R cp cv k qL Calculado

290.0

K 101.325 kPa

1.0000 atm 6.9 752.3 kJ/kg 0.29 1.01 0.72 1.4347.6

Ciclo padro ar de motor O

Tabelado (Ar)

kJ/(kg K) kJ/(kg K) kJ/(kg K) kJ/kg kJ/kg T [K] 290.0 627.6 1675.4 774.1 p [atm] 1.0000 14.9333 39.8630 2.6694

w 404.7 0.538 PME 5.6865 atm

1 2 3 4

r1.7 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

0.191 0.242 0.355 0.425 0.474 0.511 0.541 0.564 0.585 0.602 0.617 0.630 0.641 0.652 0.661 0.670 0.678 0.685 0.692 0.698

ro ar de motor Otto

v [m/kg] u [kJ/kg] utab [kJ/kg] 0.821 208.22 206.91 0.119 450.64 0.119 1202.94 0.821 555.82

1. Ciclo padro ar de motor Otto O ciclo Otto consiste das seguintes etapas: 1 - 2 compresso isoentrpica 2 - 3 fornecimento de calor a volume constante 3 - 4 expanso isoentrpica 4 - 1 rejeio de calor a volume constante O rendimento trmico deste ciclo representado pela equao:

Onde: o rendimento do ciclo Otto; q41 o calor cedido sob volume constante [kJ/kg]; q23 o calor fornecido sob presso constante [kJ/kg]; CV o calor especifico a volume constante da mistura [J/kg.K]; CP o calor especifico a presso constante da mistura [J/kg.K]; Tn a temperatura no estado termodinmico indicado [K]; r a taxa de compresso do motor. k= cp/cv (k= 1,4 para Ar)

ao:

kg.K]; kg.K];

T1 Dados p1 rc qh R cp cv k qL Calculado

290.0

K 101.325 kPa

1.0000 atm 9.0 752.3 kJ/kg 0.29 1.01 0.72 1.4369.2

Ciclo padro ar de motor Die

Tabelado (Ar)

kJ/(kg K) kJ/(kg K) kJ/(kg K) kJ/kg kJ/kg T [K] 290.0 698.0 1446.5 804.3 p [atm] 1.0000 21.6608 21.6608 2.7733 v [m/kg] 0.821 0.091 0.189 0.821

w 383.1 0.509 PME 5.1777 atm

1 2 3 4

a rc1.7 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

2.072 0.044 0.105 0.239 0.321 0.379 0.423 0.457 0.486 0.509 0.529 0.547 0.562 0.576 0.589 0.600 0.610 0.619 0.628 0.636 0.643

de motor Diesel

u [kJ/kg] h [kJ/kg] utab [kJ/kg] 208.22 291.45 206.91 501.13 701.45 1038.60 1453.75 577.46 808.29

2. Ciclo padro ar de motor Diesel O ciclo Diesel consiste das seguintes etapas: 1 - 2 compresso isoentrpica 2 - 3 fornecimento de calor a presso constante 3 - 4 expanso isoentrpica 4 1 rejeio de calor a volume constanteO rendimento trmico deste ciclo representado pela equao:

Onde: o rendimento do ciclo Diesel; q41 o calor cedido sob volume constante [kJ/kg]; q23 o calor fornecido sob presso constante [kJ/kg]; Cv o calor especifico a volume constante da mistura [J/kg.K]; Cp o calor especifico a presso constante da mistura [J/kg.K]; Tn a temperatura no estado termodinmico indicado [K];

r a taxa de compresso do motor; a a taxa de expanso (v3/v2); k = cp/cv (k = 1,4 para Ar)

Dados

T1 p1 rc qh X R cp cv k qL

290.0 K 1.0000 atm 9.0 752.3 kJ/kg 0.5 0.29 1.01 0.72 1.4 kJ/(kg K) kJ/(kg K) kJ/(kg K) -

101.325 kPa qh1 qh2 376.15 kJ/kg 376.15 kJ/kg

Ciclo padro ar de m

Tabelado (Ar)

Calculado

321.6 kJ/kg w 430.7 kJ/kg 0.572 PME 5.8214 atm

1 2a 2b 3 4

T [K] 290.0 698.0 1221.8 1596.1 737.9

p [atm] 1.0000 21.6608 37.9193 37.9193 2.5446

v [m/kg] 0.821 0.091 0.091 0.119 0.821

a b r1.7 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

1.306 1.751 0.168 0.220 0.337 0.409 0.459 0.497 0.527 0.552 0.572 0.590 0.605 0.619 0.631 0.642 0.651 0.660 0.668 0.676 0.683 0.689

Qs P Qs 2 4 1 2 3

Processo isoentrpico: 1 2 3 4

Figura 3 Ciclo Misto ou de Sabath

V

ro ar de motor Misto

u [kJ/kg] h [kJ/kg] utab [kJ/kg] 208.22 291.45 206.91 501.13 701.45 877.28 1227.95 1146.02 1604.10 529.84 741.63

3. Ciclo padro ar de motor Misto O ciclo Mistol consiste das seguintes etapas: 1 - 2 compresso isoentrpica 2 - 2 fornecimento de calor a volume constante 2- 3 fornecimento de calor a presso constante 3 - 4 expanso isoentrpica 4 1 rejeio de calor a volume constante O rendimento trmico deste ciclo representado pela equao:

t = 1Onde:

1 r k1

[

bak 1 b1 bk a1

]

o rendimento do ciclo Misto; q22 o calor cedido sob volume constante [kJ/kg]; q23 o calor fornecido sob presso constante [kJ/kg]; Cv o calor especifico a volume constante da mistura [J/kg.K]; Cp o calor especifico a presso constante da mistura [J/kg.K]; Tn a temperatura no estado termodinmico indicado [K]; r a taxa de compresso do motor; a a taxa de expanso (v3/v2); b a relacao de presses (v2/v2);

o rendimento do ciclo Misto; q22 o calor cedido sob volume constante [kJ/kg]; q23 o calor fornecido sob presso constante [kJ/kg]; Cv o calor especifico a volume constante da mistura [J/kg.K]; Cp o calor especifico a presso constante da mistura [J/kg.K]; Tn a temperatura no estado termodinmico indicado [K]; r a taxa de compresso do motor; a a taxa de expanso (v3/v2); b a relacao de presses (v2/v2); k = cp/cv (k = 1,4 para Ar)

qH qL w PME0.8 0.7 0.6 0.5

Otto 752.3347.6 404.7 0.5379 5.69

Diesel 752.3369.2 383.1 0.5092 5.18

Misto 752.3321.6 430.7 0.5725 5.82

0.4 0.3 0.2 0.1 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Taxa C Columnde Compresso Column C Column C

7

18

19

20

Motor Flex % Etanol % Gasool AFR Consumo [km/l] CO2 [g/km] 0% 100% 13.30 12.00 177.44 GNV Cilindrada [l] AFR Consumo [km/m] CO2 [g/km] 1.0 17.10 13.82 142.15

Cilindrada [l] 25% 50% 75% 50% 12.03 10.75 11.08 10.15 175.12 172.37

1.0

1 100% 0% 8.20 8.30 165.05 % Etanol 0% 100% a b 0% 100% a b 0% 100% a b 0% 100% a b 0% 100% a b

Flex

1.0

1.3 17.10 13.06 150.37

1.4 17.10 12.81 153.32

1.6 17.10 12.31 159.59

1.4

1.6

Legenda INPUT OUTPUT

1.8

2.0

Flex 1.0

Consumo [km/l]

12.0 10.0 8.0 0% % Etanol

Flex Consumo [km/l] AFR 12.0 13.3 8.3 8.2 -3.7 -5.1 12.0 13.3 12.0 13.3 8.0 8.2 -4.0 -5.1 12.0 13.3 11.9 13.3 8.2 Err:502 -5.1 11.9 13.3 10.4 13.3 8.2 Err:502 -5.1 10.4 13.3 9.6 13.3 8.2 Err:502 -5.1 9.6 13.3 Flex 1.0 12.0 10.0 8.0 0% % Etanol 100%

Banco de Dados cc Flex cc GNV 1.0 1.0 1.4 1.3 1.6 1.4 1.8 1.6 2.0 1.8 2.0

1.0 1.3 1.4 1.6 1.8 2.0 a b 16.0

GNV Consumo [km/l] 14.1 12.1 13.4 12.2 12.2 11.1 -2.5 16.3 GNV

Consumo [km/m]

14.0 12.0 10.0 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 Cilindrada (l)