Atividade Pratica de Termodinamica EGM - Transferência de Calor

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Disciplina de Transferência de Calor 
Atividade Prática de Termodinâmica 
OBJETIVO 
Essa atividade tem como intuito aplicar na prática os conceitos abordados na 
disciplina de Termodinâmica, relacionadas aos Ciclos Otto e Diesel, para dimensionar 
um motor. 
 
 
ATIVIDADE: DIMENSIONAMENTO DE UM MOTOR CICLO OTTO 
OU CICLO DIESEL. 
 
Desenvolver um projeto de dimensionamento de um motor de combustão interna, utilizando 
os conceitos dos ciclos termodinâmicos Otto ou Diesel. O projeto deve considerar dados 
personalizados do discente, como o Registro Universitário (RU), para definir parâm etros do ciclo, 
e utilizar tabelas de propriedades termodinâmicas (entalpia, energia interna, volume específico 
etc.) 
 
Etapas do Trabalho 
1. Escolha do Ciclo Termodinâmico 
• O/a discente deve escolher entre o Ciclo Otto (motores a gasolina/álcool) ou Ciclo 
Diesel (motores a diesel/biodiesel) 
 
 
 
2. Definição dos Parâmetros do Motor 
• Taxa de Compressão (r) ou Razão de Corte (rc): 
• Calcule a soma dos 6 primeiros algarismos do seu RU. 
• Utilize esse valor como taxa de compressão (para Otto) ou razão de corte (para 
Diesel). 
 
2 
 
 
• Exemplo: RU = 123456789 → Soma dos 6 primeiros = 1+2+3+4+5+6 = 21. 
3. Levantamento de Dados Termodinâmicos 
• Utilize as tabelas de propriedades termodinâmicas do ar (para Otto/Diesel) e de vapor 
(se necessário) 
• Dados necessários: 
• Temperatura e pressão inicial do ar (T1, P1). 
• Volume específico inicial (vr1). 
• Energia interna (U1). 
• Para cada etapa do ciclo, obtenha os valores correspondentes nas tabelas. 
4. Cálculo das Variáveis do Ciclo 
• Para Ciclo Otto: 
• Calcule as temperaturas e pressões nos pontos principais do ciclo (T1, T2, T3, 
T4). 
• Calcule o trabalho líquido do ciclo, eficiência térmica e demais variáveis usando 
as equações do ciclo Otto 
 
 
• Para Ciclo Diesel: 
• Calcule as temperaturas e pressões nos pontos principais do ciclo (T1, T2, T3, 
T4). 
• Calcule o trabalho líquido do ciclo, eficiência térmica, razão de corte e pressão 
média efetiva usando as equações do ciclo Diesel 
5. Justificativa dos Parâmetros 
• Explique como o RU foi utilizado para definir a taxa de compressão ou razão de corte. 
• Justifique a escolha do ciclo e dos parâmetros termodinâmicos. 
6. Apresentação dos Resultados 
• Apresente todos os cálculos detalhados. 
• Inclua tabelas e gráficos que usou para ilustrar as etapas do ciclo e os resultados. 
• Compare os resultados obtidos com valores típicos de motores reais. 
7. Discussão 
• Analise como a variação da taxa de compressão ou razão de corte afeta o desempenho 
do motor. 
• Discuta limitações práticas e possíveis melhorias. 
 
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Exemplo de Aplicação (Ciclo Otto) 
1. RU do discente: 123456789 
2. Taxa de compressão (r): 1+2+3+4+5+6 = 21 
3. Temperatura inicial (T1): 300 K (27°C) 
4. Pressão inicial (P1): 800 kPa 
5. Utilize tabelas para obter U1, vr1, etc. 
6. Calcule T2, U2, P2, etc. usando as equações do ciclo Otto. 
7. Calcule o rendimento térmico: 
 𝑇1 
ƞ = 1 − 
𝑇 
 
 
 
 
 
1 
∴ ƞ = 1 − 
𝑟𝑘− 
 
2 
 
4 
 
 
Exemplo de Aplicação (Ciclo Diesel) 
1. RU do discente: 123456789 
2. Razão de corte (rc): 1+2+3+4+5+6 = 21 
3. Taxa de compressão (r): escolha um valor típico (ex: 18) 
4. Temperatura inicial (T1): 300 K 
5. Pressão inicial (P1): 0,2 MPa 
6. Utilize tabelas para obter U1, vr1, etc. 
7. Calcule T2, T3, T4, U2, U3, U4, h2, h3, etc. 
8. Calcule eficiência térmica e pressão média efetiva conforme as equações do ciclo 
Diesel. 
1  r
k −1  
 = 1 − 
k −1 
 
( 
c 
)
 
 
 
𝑊𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 
 
 
𝑊𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 
 
r  k rc −1  
𝑞23 − 𝑞41 
 
(ℎ3 − ℎ2 ) − (𝑢4 − 𝑢1 ) 
𝑝𝑚𝑒 = 
𝑣1 
= 
− 𝑣2 
1 = 
𝜈. (1 − 𝑟) 
1 = 
ν. (1 − 𝑟) 
 
 
1 
ν. (1 − 𝑟) 
 
 
Estrutura para o Relatório 
1. Introdução 
2. Metodologia (definição dos parâmetros pelo RU) 
3. Memorial de Cálculos 
4. Discussão 
5. Conclusão 
6. Referências 
 
 
 
 
5 
 
 
 
ESTRUTURA DO TRABALHO 
 
 
-CAPA (conforme abaixo): 
 
 
 
CONTEÚDO: 
 
 
- SUMÁRIO (páginas referentes a cada título e subtítulo) 
- INTRODUÇÃO (comentário sobre a localização e tipo de trocador de 
calor que dimensionará). 
- METODOLOGIA (Definição de Parâmetros e Motor a ser 
Dimensionado) 
- MEMORIAL DE CÁLCULOS (apresentar todos os cálculos feitos para o 
dimensionamento do motor e resultados) 
- DISCUSSÃO (Comparar os resultados com um motor comercial) 
- CONCLUSÃO (Concluir sobre a viabilidade do uso do motor ou quais 
melhorias deveriam ser feitas para sua utilização no mercado) 
- REFERÊNCIAS (Listar o material de consulta utilizado).