Desempenho de motor de combustão interna

Desempenho de motor de combustão interna

1. Equipamentos necessários

• Um motor de combustão interna
• Um dinamômetro
• Um dispositivo para medir o consumo de combustível
• Um dispositivo para fornecer e medir a água de resfriamento
• Termômetros ou termopares
• Um dispositivo para medir o consumo de ar
• Tacômetro
• Medidores de pressão
• Válvulas de regulagem

1. Base teórica

1. Eficiência teórica

Em todos os motores de combustão interna, a definição básica de eficiência térmica é:

[pic 1]

((1)

onde o calor recebido se deve à combustão de uma certa massa de combustível cujo poder calorífico inferior é PCI. Admitindo a combustão completa, então:

[pic 2]

((2)

onde é taxa de combustível injetada.[pic 3]

O trabalho desenvolvido, por unidade de tempo, pode ser medido por meio da potência indicada, ou a partir do torque de freio aplicado ao eixo do motor (potência de eixo), medido para uma dada rotação e conhecido o comprimento do braço. Tomando o trabalho desenvolvido por unidade de tempo como sendo a potência de eixo BP, tem-se:

[pic 4]

((3)

1. Consumo específico de combustível sfc

Expressa-se melhor a taxa de combustível consumida por um motor em termos da quantidade consumida, por unidade de potência, isto é:

[pic 5]

((4)

1. Procedimento

Colocar o motor em movimento e, com um torque conhecido aplicado ao eixo, estabelecer uma velocidade de rotação, que deve ser conservada por tempo determinado. Medir, então, a taxa de consumo de combustível , tomando o tempo entre as duas marcas. Mudar a carga aplicada e ajustar a velocidade até o valor inicial, quando estabilizado, repetir os procedimentos anteriores.[pic 6]

Em cada caso fazer os seguintes calculos:

1. Determinar o  usando a equação (3) e um valor apropriado de PCI;[pic 7]
2. Determinar o sfc a partir dos valores medidos de  e da potência de eixo;[pic 8]
3. Traçar gráficos: sfc x  para rotação constante e  x BP;[pic 9][pic 10]
4. Traçar gráficos Torque x rotação e Potência x rotação.

1. Dados experimentais

BP médio [KgF]	Peso Diesel [kg]	Ṁ [g/s]	Período
44.66	12320	2,83	16:40:13
11810	16:43:13
32.79	11550	2,00	16:45:00
11190	16:48:00
20.99	10900	1,44	16:51:00
10640	16:54:00
11.95	10510	1,02	16:56:00
10325	16:59:00

RPM	Peso [Kg]	Tempo	Ṁ [g/s]	BP médio [KgF]
1500	9780	17:05:00	1,5	31.79
9510	17:08:00
1800	9340	17:10:00	1,27	17.53
9110	17:13:00

RPM	Peso [g]	Ṁ [g/s]	Tempo	BP médio [KgF]
2800	8190	3,27	17:19:00	24.86
7600	17:22:00
2500	7285	3,58	17:24:00	36.1
6640	17:27:00
2250	6440	3,27	17:28:00	39.66
5850	17:31:00
2000	5670	2,86	17:32:00	43.83
5155	17:35:00
1700	4410	1,97	17:40:30	39.55
4055	17:43:30

1. Análise de dados

1. Determinar o  usando a equação (3) e um valor apropriado de PCI;[pic 11]

                        PCIDiesel→43000 kJ/kg[pic 12]

1ª parte

RPM	BP médio [KgF]	Ṁ [Kg/s]	PCIDiesel [KJ/Kg]	ηth
1800	44.66	0,00283	43000	37%
1800	32.79	0,00200	43000	38%
1800	20.99	0,00144	43000	34%
1800	11.95	0,00102	43000	27%

2ª parte

RPM	BP médio [KgF]	Ṁ [Kg/s]	PCIDiesel [KJ/Kg]	ηth
1500	31,79	0,00150	43000	49%
1800	17,53	0,00127	43000	32%
2800	24,86	0,00327	43000	18%
2500	36,10	0,00358	43000	23%
2250	39,66	0,00327	43000	28%
2000	43,83	0,00286	43000	36%
1700	39,55	0,00197	43000	47%

1. Determinar o sfc a partir dos valores medidos de  e da potência de eixo;[pic 13]

1ª parte

RPM	BP médio [KgF]	Ṁ [Kg/s]	Sfc[kg/kJ]
1800	44.66	0,00283	0,000063368
1800	32.79	0,00200	0,000060994
1800	20.99	0,00144	0,000066004
1800	11.95	0,00102	0,000085356

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