Sistemas de Potencia

UTFPR – Termodinâmica 2

Sistemas de Potência a Gás
Princípios de Termodinâmica para Engenharia
Capítulo 9

Objetivos

• Estudar sistemas de potência que utilizam fluídos de trabalho que são sempre um gás;

• Análise de motores de combustão interna e instalações de potência movidas a turbinas a gás;

SISTEMAS DE POTÊNCIA A GÁS

Gás X Vapor
• Vapor: matéria no estado gasoso, capaz de existir em equilíbrio com o líquido ou com o sólido correspondente, podendo sofrer liquefação pelo simples abaixamento de temperatura ou aumento da pressão.
• Gás: Fluido, elástico, impossível de ser liqüefeito só por um aumento de pressão ou só por uma diminuição de temperatura.
SISTEMAS DE POTÊNCIA A GÁS

Tipos de Ignição
• Ignição por centelha: uma mistura de combustível e ar é incendiada por uma vela, são relativamente leves e baixo custo;
• Ignição por compressão: o ar é comprimido até uma pressão e temperaturas elevadas o suficiente para ocorrer combustão espontânea na injeção do combustível.
SISTEMAS DE POTÊNCIA A GÁS

Terminologia de Motores
Taxa de compressão:

r

VPonto Morto Inferior
VPonto Morto Superior

Pressão Média Efetiva:

Wciclo pme 
Vdeslocado
SISTEMAS DE POTÊNCIA A GÁS

Motor de Combustão Interna de Quatro Tempos

SISTEMAS DE POTÊNCIA A GÁS

Simplificações para Ciclos Ideais
• Análise de Ar-padrão:
– Uma quantidade fixa de ar modelado com gás ideal é o fluído de trabalho;
– O processo de combustão é substituído por uma transferência de calor de uma fonte externa;
– Os processos de exaustão e admissão são substituídos por um processo de perda de calor a volume constante; – Todos os processos são internamente reversíveis;
– Calores específicos são constantes nos seus valores para temperatura ambiente.

SISTEMAS DE POTÊNCIA A GÁS

Ciclo de Ar-Padrão Otto

1-2: Compressão adiabática reversível (isoentrópico);
2-3: Fornecimento de calor a volume constante;
3-4: Expansão adiabática