Conheça o funcionamento do motor diesel (Parte 3)

Continuação .....

Ciclo Teórico Diesel

As transformações Termodinâmicas podem ser representadas segundo os seguintes diagramas PV e TS, a seguir:

0 - 1 Aspiração do Ar: O pistão desloca do PMS ao PMI aspirando o ar.

1 - 2 Compressão adiabática: Sem troca de calor com o meio ambiente. O pistão se desloca do PMI descrevendo a área (v1-1-2-v2), equivalente o trabalho absorvido.

2 - 3 Fornecimento instantâneo de calor a pressão constante: O pistão ao passar do ponto 2 a 3, variando o volume do fluido produzirá trabalho equivalente à área (v2-2-3-v3), que também é equivalente à área (s1-2-3-s2) no diagrama TS.

3 - 4 Expansão adiabática: O pistão se desloca verso ao PMI descrevendo a área (v1-4-3-v3), equivalente à mais um trabalho realizado. Isto ocorre sem troca de calor com o meio ambiente.

4 - 1 Rejeição instantânea de calor a volume constante: É representado pela área (s1-1-4-s2), equivalente à mais uma parcela de trabalho absorvido.

O trabalho útil realizado pelo sistema é igual à diferença entre o trabalho fornecido pelo sistema e o trabalho absorvido. Este trabalho é equivalente a área (1-2-3-4).

O rendimento térmico de um ciclo Diesel é dado por:

Onde:

r = v1 / v2 , f = v3 / v2 e K = Cp / Cv

Os calores específicos são à pressão constante Cp e ao volume constante Cv.

Diferenças entre ciclo Real e Teórico

Os principais fatores responsáveis pela diferença entre o ciclo real e o teórico são: a. Perdas por bombeamento: No ciclo teórico a aspiração e descarga são feitas à pressão constante, enquanto que no ciclo real isto não acontece. b. Perdas pela combustão não instantânea: No ciclo teórico o calor é introduzido instantaneamente e a pressão constante enquanto que no real isto não ocorre. c. Perdas pela dissociação do combustível: No ciclo teórico não existe dissociação do combustível, enquanto que no real ele se dissocia em elementos tais como CO2, H2, O ,CO e outros compostos, absorvendo calor. d. Perdas devido à abertura antecipada da válvula de descarga: Na teoria a abertura da válvula de descarga é considerada instantânea, enquanto que no real ela se abre antes do pistão atingir o PMI. e. Perdas de calor: Na teoria, as perdas de calor são nulas enquanto que no real elas são sensíveis, devido à necessidade de refrigeração dos cilindros. Perdas devido à variação dos calores específicos do fluido: Os calores específicos, a pressão constante Cp e o volume constante Cv de um gás real aumentam com a Temperatura mas a sua diferença é sempre constante, isto é Cp-Cv=R. Porém a relação K=Cp/Cv diminui com o aumento da temperatura. Portanto o valor da pressão e temperatura máxima obtida no ciclo é inferior à obtida quando os calores específicos são constantes com a variação da temperatura.

A - Injeção

B - Perdas devido ao retardo da combustão

C - Perdas devido a dissociação do combustível

D - Perdas devido à combustão não instantânea

E - Perdas devido à troca de calor com o meio ambiente

F - Abertura da válvula de descarga

G - Perdas devido à abertura antecipada da valvula de descarga

H - Perdas por bombeamento