7/25/2019 PREPROJETO_MQNAS

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OBJETIVOS

- Construo de uma mquina trmica que atenda 1 e 2 Leis da

Termodinmica.

DESCRIO DO PROJETO

a. CICLO STIRLING

O ciclo Stirlin en!ol!e "rocessos isotrmicos de #ornecimento de calor a uma

tem"eratura alta T$e de re%eio de calor a uma tem"eratura &ai'a TL. ("esar de o

ciclo de Carnot a"resentar tais "rocessos) o ciclo Stirlin di#erencia-se do ciclo de

Carnot "ela su&stituio dos dois "rocessos isentr*"icos "or dois "rocessos de

reenerao a !olume constante.

Figura 1:+iarama T-s do ciclo

de Carnot

Figura 2:+iarama T-s do ciclo

Stirlin

Figura 3:+iarama ,-! do ciclo

de Carnot

Figura 4:+iarama ,-! do

Ciclo Stirlin

(s iuras 2 e mostram os diaramas T-s e ,-! do ciclo Stirlin)

res"ecti!amente. Os quatro "rocessos do ciclo Stirlin a"resentados so totalmente

re!ers/!eis. So eles0

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Processo 1-2: '"anso a tem"eratura T$constante #ornecimento de calor da

#onte quente3Processo 2-3:4eenerao a !olume es"ec/#ico vconstante calor trans#erido

internamente do #luido de tra&al5o "ara o reenerador3Processo 3-4:Com"resso a TLconstante re%eio de calor "ara #onte #ria3Processo 4-1:4eenerao a !olume es"ec/#ico vconstante calor trans#erido

internamente do reenerador "ara o #luido de tra&al5o3

O ciclo Stirlin em um sistema #ec5ado "ode ser com"reendido atra!s da

anlise de um motor 5i"ottico com dois "ist6es iura 73. ( "arte escura entre os

8m&olos a re"resentao do reenerador) que "ode ser qualquer material "oroso

com massa trmica alta) como es"on%a de ao.

Figura 5: Ciclo Stirlin e'ecutado em motor 5i"otticoonte0 Termodinmica) 9 ed.) :enel) 2;1ado como #luido de tra&al5o) o qual est a tem"eratura e "resso altas. O

calor trans#erido "ela #onte quente tem"eratura T$durante o "rocesso 1-2 qent3.

+urante este "rocesso) o "isto esquerdo reali>a tra&al5o mo!endo-se "ara #ora

enquanto o s e'"ande isotermicamente.

O "rocesso seuinte 2-

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di#erencial dT. (ssim) no estado enada no reenerador de!ol!ida ao

#luido de tra&al5o.

DESCRIO DO CICLO STIRLIN TIPO !"LF"#

Os motores Stirlin so di!ididos em eral em tr8s ru"os0 (l#a) Aeta e Bama) de

acordo com a con#iurao dos cilindros e "ist6es. =os motores Stirlin em eral)

tem-se dois es"aos com di#erentes tem"eraturas) sendo que o s de tra&al5o #lui

de um "ara o outro.

O motor Stirlin de dois "ist6es um dos tr8s ti"os #undamentais de motores

Stirlin) c5amado de motor Stirlin ti"o (l#a. ste ti"o de motor tem dois "ist6es)

sendo um de com"resso e um de e'"anso) e estes so de#asados em ;D. $ um

lado quente es"ao de e'"anso3 e um lado #rio es"ao de com"resso3) unidos

entre si. Os dois "ist6es em con%unto com"rimem o s de tra&al5o no es"ao #rio)

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mo!imentam o s "ara o es"ao quente onde ele se e'"ande e de"ois !olta "ara a

"arte #ria E(4TF=F) 1Gando tra&al5o de

com"resso so&re o #luido de tra&al5o) enquanto calor re%eitado "ara o

sistema de res#riamento) mantendo a tem"eratura constanteH

Processo 2 % 3:(quecimento a !olume constante0 O "isto de com"resso

!ai at o "onto morto su"erior) enquanto o "isto de e'"anso se mo!imenta

"ara &ai'o. Com isso o #luido de tra&al5o "assa "ara o es"ao de e'"anso)

sendo aquecido "ela #onte e'terna aumentando a "ressoH

Processo 3 % 4:'"anso Fsotrmica0 =este "rocesso) am&os os "ist6es

com"resso e e'"anso3 se mo!em "ara &ai'o) e'"andindo o #luido de

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tra&al5o e reali>ando tra&al5o. ste "rocesso reali>ado a tem"eratura

constante) sendo que durante a e'"anso) o s de tra&al5o rece&e calor da

#onte e'ternaH

Processo 4 % 1: 4e%eio de calor a !olume constante0 O "isto de

com"resso se mo!imenta at o "onto morto in#erior) enquanto o "isto de

e'"anso se mo!imenta "ara cima. Com isso) o #luido de tra&al5o "assa "ara

o es"ao de com"resso) tendo calor re%eitado "elo sistema de res#riamento)

redu>indo a sua "resso at a condio 1.

O ciclo termodinmico descrito do motor (l#a "ode ser !isto na a&ai'o0

DESCRIO DO PROT&TIPO