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T.CLS > Já caiu Ciclos > Flashcards

Já caiu Ciclos Flashcards

1
Q

CAIU: Quais ciclos são a vapor e quais são à gás? Dentre os que são à gás, quais são de turbina a gás e quais são de motores CI?

A

Ciclo a vapor é somente Rankine.

Ciclos à gás são:

Brayton, Ericsson, Stirling (turbina á gas)

Otto, Diesel e Dual (motor CI)

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2
Q

CAIU: Qual motor é conhecido como motor de ignição por compressão? E qual motor de combustão interna é de ignição por centelha?

A

Motor do ciclo diesel é de ignição por compressão, pois para a ignição ele apenas comprime o ar e não utiliza combustível nessa etapa.

Motor Otto é de ignição por centelha, ele utiliza uma mistura de ar-combustível juntamente com uma centelha do motor elétrico para causar a ignição.

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3
Q

CAIU: Os ciclos combinados de gás e vapor são constituídos de quais ciclos?

A

Brayton (gás) e Rankine (vapor)

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4
Q

CAIU: Quais os processos ocorrem no ciclo ideal de brayton?

A

2 isentrópicos
2 isobáricos

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5
Q

CAIU: o ciclo termodinâmico de combustão externa é o?

A

Rankine, os motores de combustão externa são aqueles onde a queima de combustível ocorre fora do motor.

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6
Q

Porque o fluido de motores CI e turbina a gás não são considerados como percorrendo um ciclo termodinâmico, ainda que seus equipamentos operem segundo um ciclo mecânico?

A

Por que ao fim do processo nos motores CI e turbinas á gás o fluido apresenta uma composição química ou está em estado termodinâmico diferente da que tinha no estado inicial.

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7
Q

A distinção entre ciclo aberto e fechado é feita por meio de quais aparelhos?

A

Por meio da presença ou não de aparelhos de refrigeração (trocador de calor).

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8
Q

Como aumentamos o rendimento do ciclo Otto?

A

Aumentando a relação de compressão, aumentamos o rendimento do ciclo Otto.

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9
Q

Em quais ciclos ocorre mudança de fase do fluido de trabalho durante os processos?

A

Apenas no Rankine, nos outros o fluido permanece em vapor.

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10
Q

Processos reversíveis são isentrópicos?

A

Sim.

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11
Q

Processos a pressão constante são processos o que?

A

Isotérmicos

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12
Q

Em quais gráficos podemos identificar a troca de calor e o trabalho líquido do ciclo de Rankine?

A

O calor que entra e o calor que sai podem ser identificados nos diagramas T-s:

  • O calor que entra é representado pela área da linha superior da curva até o eixo.

-O calor que sai é representado pela área abaixo da linha inferior da curva até o eixo.

  • Subtraindo as áreas temos o trabalho, resumindo ele vai ser representado somente pela área da linha superior até a linha inferior da curva, sem chegar ao eixo.

O trabalho tbm pode ser identifica no diagrama p-v como a área total sob a curva.

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13
Q

O ciclo de Rankine opera em qual tipo de regime?

A

Rankine opera em regime permanente.

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14
Q

Quais são os estados 1, 2, 3 e 4 do ciclo de Rankine e como se encontra a fase do fluido em cada um desses estados?

A

O ciclo de Rankine começa na entrada da bomba, onde o fluido já percorreu o ciclo e após ser condensado vai iniciar tudo novamente.

Estado 1 - entrada da bomba - líquido saturado

Estado 2 - entrada da caldeira - líquido.

Estado 3 - entrada da turbina - vapor superaquecido

Estado 4 - entrada do condensador - vapor.

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15
Q

Qual ciclo representa o ciclo de Carnot idealizado na prática?

A

O ciclo de Rankine.

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16
Q

Em relação a pressão e troca de calor, bomba, turbina, caldeira e condensador operam como no ciclo de Rankine?

A

Bomba e turbina operam adiabaticamente.

Caldeira e condensador operam a pressão constante (isobáricos)

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17
Q

Como calculamos o rendimento do ciclo de Rankine?

A

O rendimento é dado pelo o que ele produziu dividido pelo o que ele consumiu:

η = W ciclo / Q entra = (Q entra - Q sai) / Q entra

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18
Q

O rendimento de Rankine depende crucialmente de qual parâmetro?

A

Depende da temperatura na qual o calor é fornecido e na qual temperatura é rejeitado.

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19
Q

Como aumentamos o rendimento de Rankine?

A

Aumentando a temperatura do calor de entrada ou/e diminuindo a temperatura do calor de saída.

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20
Q

O rendimento de Rankine é maior ou menor que de Carnot?

A

Menor.

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21
Q

Por que escolhemos trabalhar com Rankine ao invés de Carnot?

A

Porque Carnot trabalha com mistura de líquido-vapor na bomba, e na vida real isso não é fácil de conseguir, pois as bombas operam apenas com líquido. Por isso que rankine condensa totalmente o vapor para que entre somente líquido na bomba.

Outra razão é o superaquecimento de vapor, Carnot superaquece o vapor durante o processo de expansão, mas na realidade isso é muito difícil, porque na expansão o vapor já está realizando trabalho.

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22
Q

Quais estapas do ciclo de Carnot são diferentes do ciclo de Rankine?

A

Ciclo de Carnot - 2 adiabáticas e 2 isotérmicas
Ciclo de Rankine - 2 adiabáticas e 2 isobáricas

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23
Q

Qual é a principal função do ciclo de Rankine regenerativo?

A

Ele utiliza uma turbina de dois estágios e depois que o vapor passa no primeiro estágio ele retira um percentual deste e envia para o regenerador (ou trocador de calor) com a finalidade de aquecer a água de alimentação para que ela chegue a caldeira já com uma quantidade de calor considerável e assim reduzir o Qentra necessário para vaporizar o fluido.

pág 358 shapiro pode olhar lá o esquema, veja que esse ciclo conta com duas bombas, uma antes e uma depois do regenerador. O ciclo continua tendo o condensador para condensar a outra parte do vapor que segue o rumo no segundo estágio.

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24
Q

Qual é o empecilho que pode ocorrer nos ciclos regenerativos?

A

O empecilho é que somente uma parte do vapor segue pelo segundo estágio para completar o ciclo, logo, a quantidade de trabalho produzida é menor. Portanto, para ser utilizado deve se analisar se a redução de calor adicionado supera com vantagem a diminuição de trabalho produzido.

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25
Q

CAIU: Como calculo a massa de vapor que sai do condensador após uma ter entrado uma corrente de vapor e outra de água de alimentação e terem se misturado lá dentro?

A

Qentra˙=Qsai˙

m.vapor × h.vapor + m.agua × h.agua = m.mist˙× h.mist

https://www.tecconcursos.com.br/questoes/cadernos/experimental/39763605

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26
Q

O que é um purgador?

A

Uma válvula que permite a passagem de líquido apenas para uma região de pressão mais baixa.

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27
Q

CAIU: A geração do trabalho no ciclo de Rankine ocorre na turbina por uma expansão adiabática com a consequente redução da temperatura e da pressão?

A

Sim.

28
Q

CAIU: Potência térmica e potência elétrica possuem qual relação?

A

Eficiência do ciclo é a potência elétrica dividida pela potência térmica.

η = W ciclo / Q entra

obs** Note que quando se diz potência térmica significa que é o que ela consome. E potência elétrica é o que ela gera.

29
Q

Qual é a eficiência do ciclo combinado?

A

η = W gás + W vapor / Q entra

30
Q

CAIU: Quais ciclos reversíveis idealizados que tem o mesmo rendimento do Ciclo de Carnot, operando entre as mesmas temperaturas?

A

Stirling e Ericsson.

Shapiro 446

31
Q

Se os processos adiabáticos do ciclo Brayton se tornarem isotérmicos temo qual ciclo a partir dessa modificação?

A

Ciclo Ericsson.

32
Q

Como podemos aproximar o ciclo Brayton do ciclo Ericsson?

A

Utilizando vários estágios de compressão e expansão.

33
Q

CAIU:

O que é BWR?

BWR é baixo ou alto para ciclos a gás e ciclos a vapor?

Como se calcula BWR para cada ciclo?

A

BWR - back work ratio ou razão de trabalho reverso, nos diz quanto do trabalho produzido pela turbina foi gasto pelo compresso ou pela bomba.

BWR para ciclos a vapor é baixíssima devido ao baixo volume especifico do liquido, logo, a bomba não consome tanto trabalho e BWR fica entre 1% ou 2%.

Agora, BWR para ciclos á gás é altíssima, fica entre 40% e 80% devido ao volume especifico do gás ser alto. Aqui o compressor consome mais trabalho.

34
Q

As maiores irreversibilidade ocorrem em qual equipamento?

A

Turbina e, no caso de queima de combustível fóssil, na caldeira tbm.

35
Q

CAIU: Quais são as irreversibilidades internas e externas?

A

Irreversibilidades internas: turbina e bomba

Irreversibilidades externas: troca de calor no condensador.

36
Q

Como calculamos o fluxo de massa que passa pela turbina?

A

Wt/m = h1 - h2

m = wt / h1 - h2

37
Q

Quais são os 4 processos do ciclo Brayton?

A
  • compressão e expansão isentrópicas
  • adição e rejeição de calor a pressão constante
38
Q

Como calculo o titulo de vapor?

A

h = hf - x (hg -hf)

39
Q

CAIUUU: Porque Rankine é menos eficiente do qye Carnot?

A

Porque a temperatura média de absorção de calor é menor para o Ciclo de Rankine.

Vale lembrar que o rendimento do ciclo depende da temperatura média na qual o calor é fornecido e da temperatura média na qual o calor é rejeitado.

40
Q

Como calculamos o rendimento do ciclo Otto?

A

η = 1- Ql / Qh
η = 1 - T1/ T2
η = 1 - Rv ^ (1-k)
η = 1 - 1/ Rv ^ (k-1)

onde k = cp/cv

41
Q

Como calculamos a relação de compressão (Rv) no ciclo Otto?

A

Rv = volume PMI / Volume PMS
Rv = V. cilindro + V. câmara / V. câmara

42
Q

O rendimento do ciclo Otto depende apenas do que?

A

Da relação de compressão, quanto maior a relação de compressão, maior será o rendimento do ciclo Otto.

43
Q

No mundo real qual é o perigo de se aumentar a relação de compressão?

A

O perigo é que o combustível fica mais susceptível a detonação.

44
Q

Qual é a máxima relação de compressão que pode ser utilizada?

A

É a relação onde a detonação pode ser evitada.

45
Q

Qual substância é utilizada nos combustíveis para torná-los antidetonantes?

A

Chumbo tetraetil.

46
Q

Quais as principais diferenças entre o ciclo Otto e ciclo ar-padrão?

A

1) Os calores específicos dos gases reais aumentam com o aumento de temperatura.

2) O processo de combustão substitui o processo de transferência de calor, mas a combustão pode ser incompleta.

3) Existem irreversibilidades

4) Ocorre transferência de calor significativa entre os gases e as paredes dos cilindros.

5) gasta mais trabalho pois cada ciclo mecânico do motor envolve processo de alimentação e descarga de gases.

47
Q

Como se calcula a pressão média efetiva (pme) e o que significa?

A

é a pressão teórica que se atuasse no pistão iria produzir o mesmo trabalho líquido que seria produzido em um ciclo sobre as mesmas condiçõs.

pme = Trabalho líquido para um ciclo / volume de deslocamento

pme = Wliq / (Vmax−Vmin)

48
Q

Quem tem maior pme produz maior trabalho líquido?

A

Sim.

49
Q

Qual a principal diferença entre os ciclos Otto, Diesel e Dual?

A

Eles diferem somente em relação a forma como se dá a adição de calor, que substitui a combustão no ciclo real.

ciclo Otto - ciclo ideal de adição de calor instantânea.

50
Q

A possibilidade de autoignição aumenta com o aumento da taxa de compressão? Porque?

A

Por que a temperatura da mistura ar-combustível aumenta com o aumento da pressão.

51
Q

Quem suporta maior taxa de relação de compressão ciclo Otto ou ciclo Diesel?

A

O ciclo Diesel suporta maior relação de compressão (12 a 20) porque eles comprimem apenas ar.

Já o ciclo Otto suporta menos (9,5 a 11,5) pois comprimem mistura ar-combustível, logo pode ocorrer detonação se a pressão for muito alta.

52
Q

Qual o processo que acontece no ciclo real de Otto mas é suprimido no ciclo Ideal?

A

A trocas de gás de descarga pela mistura de ar-combustível na admissão. é marcado no gráfico por duas setas contrárias em uma linha inferior.

http://www.if.ufrgs.br/~dschulz/web/ciclo_otto.htm

53
Q

Qual a diferença entre um motor de 4 tempos e o de 2 tempos?

A

Num motor de 2 tempos a admissão e o escape ocorrem ao mesmo tempo da compressão e expansão.

54
Q

Qual ciclo é o modelo simplificado de motores ICO?

A

Diesel

55
Q

O que significa ICE e ICO?

A

ICE - motor de ignição por centelha

ICO - motor de ignição por compressão

56
Q

Por que em ciclos temos o valor de energia interna igual a zero (E = Q - W) ?

A

Porque no estado inicial a variação de energia é igual a zero.

57
Q

O que é COP?

A

COP ou coeficiente de performance é a eficiência do ciclo de refrigeração ou bomba de calor.

58
Q

Quais são os enunciados de Clausis e Kevin Planck?

A

Clausius: Não dá pra transferir energia de um corpo frio para um corpo quente sem acrescentar trabalho no sistema.

Kevin Planck: Não dá pra converter 100% do calor de um reservatório quente em trabalho, tem que haver outro reservatório para onde uma parte do calor será rejeitado.

Shapiro pág 208

59
Q

O ciclo de turbina a gás com vários estágios de reaquecimento é denominado ciclo ______________. E quando temos vários estágios de reaquecimento, o processo de expansão tende a ser _______________ pq ?

A

Ciclo Ericsson e o processo tende a ser isotérmico pq a todo instante estamos reaquecendo o fluido para que ele mantenha a temperatura, logo, caminhamos para uma linha isotérmica.

60
Q

Uma turbina a vapor em que a pressão do vapor na descarga é ligeiramente superior à atmosférica é conhecida como turbina?

A

Turbina de contrapressão o vapor sai com pressão alta, acima de Patm.

Turbina de condensação o vapor sai numa pressão baixíssima, praticamente líquido já.

61
Q

O COP do refrigerador por compressão de vapor pode ser encontrado por meio de quantos valores de entalpia?

A

COP do refrigerador só precisa de 3 entalpias.

COP = Q evaporador / W compressor
COP = h1 - h4 / h2 - h1

62
Q

O COP de refrigeração apresenta valores superiores a 1?

A

Sim.

63
Q

O objetivo da sobrealimentação nos motores a diesel é?

A

Aumentar a potência por unidade de cilindrada produzida pelo motor.

O turbocompressor é um sistema de sobrealimentação desenvolvido para aumentar a eficiência volumétrica do motor, ou seja, garante um maior proveito da energia presente no combustível injetado no motor.

64
Q

CAIU: O que é o número de octanas e de cetano de um combustível?

A

A octanagem consiste na resistência à detonação de um determinado combustível utilizado em motores CE (ciclo de Otto). Quanto mais elevada a octanagem, maior será a capacidade do combustível ser comprimido, sob altas temperaturas, na câmara de combustão sem que ocorra a detonação, ou seja, ele suportará uma maior taxa de compressão.

O Número de Cetano, é uma propriedade que está relacionada com o tempo entre a injeção de combustível e o início da combustão nos motores a Diesel, denominado de faixa de potência. Representa uma característica desejável ao combustível, que ele entre em combustão em baixas temperaturas, quanto mais cetano, mais rápido é o aquecimento do motor.

Baixos valores do número de cetano do combustível acarretam os seguintes problemas:

  • Dificuldades de partida a frio;
  • Depósito nos pistões e mau funcionamento do motor;
  • Excessivo ruído no motor;
  • Maior emissão de gases de escape;
  • Redução do desempenho do veículo e aumento do esforço do motor.
65
Q

CAIU: No ciclo Brayton, o compressor pode utilizar até quantos por centos da potência produzida pela turbina?

A

O BWR do ciclo brayton é de 40 a 80%.

66
Q

Ciclo diesel utiliza faísca elétrica?

A

NÃO, quem utiliza faísca é ciclo Otto, ciclo de ignição por centelha.

67
Q
A

T.CLS (6 decks)

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