Ciclo de potência a gás - Otto

Question 1

De qual modo ocorre a adição de calor no ciclo Otto?

Answer 1

Ocorre instantaneamente enquanto o pistão se encontra no ponto morto superior.

Question 2

Quais são os 4 processos do ciclo Otto?

Answer 2

1-2: compressão isentrópica do ar. (pistão indo de PMI para PMS)
‘
2-3: transferência de calor a volume constante por meio de uma fonte externa. (pistão em PMS. Esse processo representa a ignição e a queima)
‘
3-4: expansão isentrópica. (curso de potência)
‘
4-1: calor rejeitado pelo ar. (ciclo se completa com o pistão em PMI)

Question 3

Identifique no diagrama T-s e p-v do ciclo Otto, o trabalho fornecido, o trabalho realizado, o calor recebido, o calor rejeitado, o trabalho líquido e o calor líquido.
A figura está na pasta do celular e tbm na pág 415 do pdf.

Answer 3

diagrama T-s:
‘
* 2-3-a-b-2: Calor fornecido (toda área embaixo da segunda curva)
* 1-4-a-b-1: Calor rejeitado (área embaixo da primeira curva)
* 2-3-4-1-2: Calor líquido absorvido (somente área da curva)

diagrama p-v:
‘
* 3-4-b-a-3: Trabalho realizado (toda área embaixo da segunda curva)
* 2-1-b-a-2: Trabalho recebido (área embaixo da primeira curva)
* 3-4-1-2-3: Trabalho líquido (somente área da curva)

Question 4

os processos do ciclo Otto são internamente REVERSSÍVEIS?

Answer 4

SIM.

Question 5

Quais processos são feitos a v=cnst e quais são a s=cnst?

Answer 5

• os processos de adição e rejeição de calor são à volume constante.
• os processos de compressão e expansão são à entropia constante.

Question 6

As trocas de calor no ciclo Otto são entre o sistema e a vizinhança?

Answer 6

Não (*****conferir essa resposta!)

Question 7

Quais as fórmulas no ciclo Otto de:

• trabalho fornecido na compressão isentrópica
• calor fornecido a v=const
• trabalho realizado na expansão isentrópica
• calor rejeitado a v=const

Answer 7

• trabalho fornecido na compressão isentrópica

W12 = u2 - u1

‘

• calor fornecido a v=const

Q23 = u3 - u2

‘

• trabalho realizado na expansão isentrópica

W34 = u3 - u4

‘

• calor rejeitado a v=const

Q41 = u4 - u1

Question 8

Como se calcula o trabalho líquido do ciclo Otto?

Answer 8

Trabalho líquido = trabalho realizado - trabalho que precisou ser fornecido ao ciclo. Ou tbm pode ser calculado pelo calor líquido.

• Wliq = W34 - W12

Ou

• Wliq = Q23 - Q41

Question 9

Como calcular a eficiência do ciclo Otto? e a eficiência do ciclo ar-padrão frio Otto?

Answer 9

• A eficiência do ciclo Otto é dada pelo trabalho líquido sobre o calor adicionado.

η = Trab. líquido / calor adicionado
η = ( W34 - W12 ) / Q23

’
‘

• No caso do ar-padrão frio Otto a eficiência é dada pela taxa de compressão (r) e a razão de calores específicos (k).

η = 1 - [ 1 / r ^ (k-1) ]

Question 10

Como se calcula a taxa de compressão (r) no ciclo Otto?

Answer 10

r = V1 / V2 = V4 / V3

Onde:

• v2 = v3 pois o processo 2-3 é adição de calor a v=cnst.
• v1 = v4 pois o processo 1- 4 é rejeição de calor a v=cnst

Question 11

Qual a influência da taxa de compressão (r) sobre a eficiência do ciclo Otto?

Answer 11

A eficiência do ciclo Otto aumenta com o aumento da taxa de compressão (r).

Question 12

É vantajoso para motores de CI possuírem razão de compressão elevada?

Answer 12

Sim, pois aumenta a eficiência. Entretanto, a possibilidade de autoignição ou detonação da mistura ar combustível estabelece um limite superior para a taxa de compressão em motores de ignição por centelha.

Question 13

Taxas de compressão mais elevadas podem ser obtidas em motores de ignição por compressão?

Answer 13

sim, porque nesse tipo de motor somente o ar é comprimido, portanto, não há risco de autoignição ou detonação do combustível.