Cap 9 Sistemas de potncia a gs Motores

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

9. 1 – Terminologia de motores

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

9. 2 – Ciclo de ar padrão - Otto

Ciclo Otto ideal Diagrama p-v Diagrama T-s 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

Análise do Ciclo Otto ideal u 3 u 2 u 4 u 1

Análise do Ciclo Otto ideal Compressão e expansão isentrópica r = Taxa de compressão =

Eficiência em função da taxa de compressão – Ciclo Otto ideal

9. 3 – Ciclo de ar padrão - Diesel

Ciclo Diesel ideal Diagrama p-v Diagrama T-s 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

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

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

Eficiência em função da taxa de compressão – Ciclo Otto ideal

9. 4 – Ciclo de ar padrão - Dual

9. 5 – Turbina a gás

Turbina a gás

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

9. 6. 1 – Calculando as transferência de calor e trabalho

9. 6. 2 – Ciclo de ar-padrão Ideal Brayton Ar como gás ideal – Calor específico variável Calor específico constante

Exemplo 9. 4 Tabela A. 22 – Ar como gás ideal Ponto 1 – h 1=300, 19 [k. J/kg] – pr 1=1, 386 Ponto 2 Ponto 3 Ponto 4

Relação de compressão x Eficiência :

9. 6. 3 – Irreversibilidades e perdas nas Turbinas a Gás

Exemplo 9. 5

9. 7 – Turbinas a gás regenerativas

Exemplo 9. 6 h 1=300, 19 [k. J/kg] h 2=579, 9 [k. J/kg] h 3=1. 515, 4 [k. J/kg] h 4=808, 5 [k. J/kg]

9. 8 – Turbinas a gás regenerativas com reaquecimento e inter-resfriamento 9. 8. 1 – Turbinas a gás com reaquecimento

Exemplo 9. 8

9. 8. 2 – Compressão com inter-resfriamento

9. 8. 3 – Reaquecimento e Inter-resfriamento

9. 10 – Ciclo combinado

9. 9 – Turbinas a gás para propulsão

Oitava lista de exercícios 9. 11 - 9. 19 - 9. 40 - 9. 49 - 9. 59