Relatório 2 - Termodinamica

Laboratório de Fenômenos de Transporte I

 

 

 

 

 

 

 

 

 Relatório 4- BALANÇO ENERGÉTICO E EXERGÉTICO DA CENTRAL DIESEL

 

 

 

 

 

 

Isabela dos Santos Simões – 34179

 

 

 

ITAJUBÁ – 2016

Introdução

Existem duas grandezas na física que muitas vezes são relacionadas de maneira errada e confundidas. São elas o calor e a temperatura. Mas elas são grandezas diferentes.

A temperatura é uma grandeza que define o estado térmico de um corpo, ou seja, a energia cinética média das moléculas de um corpo. Já quando se fala em calor, o certo é relacionar com a energia térmica que é transmitida de um corpo para outro quando eles estão com temperaturas diferentes.

Existe uma parte da física que estuda o calor, é chamada de termologia. Dentro dessa área tem a termometria, que estuda a temperatura e a forma com que ela pode ser medida. E é exatamente sobre a termometria que se trata o experimento que será relatado nesse relatório.

Objetivos

O seguinte experimento teve como objetivo fazer o balanço energético de uma central diesel, apresentando os seus fluxos na forma de diagrama.

 

Fundamentação Teórica 

 Ciclo Diesel

Rudolf Diesel patenteou um motor à combustão de elevada eficiência, demonstrando em 1900, um motor movido a óleo de amendoim, cuja tecnologia leva seu nome até hoje.

O ciclo de diesel é essencialmente caracterizado pela combustão ser causada pela compressão da mistura ar + combustível. O ar é admitido pela câmara no primeiro ciclo entrando na câmara. No segundo ciclo, o pistão faz a compressão dessa massa de ar e a término da compressão, injeta-se combustível sob pressão no interior da câmara. Dada as altas temperatura e pressão no interior da câmara, a mistura sofre a explosão ao final do ciclo. A expansão do gás originário dessa explosão expande-se originando o terceiro ciclo. Finalmente o gás de resíduos da combustão é liberado pelas válvulas, quando então, reinicia-se o processo.

           De uma forma geral o estado inicial do ciclo de diesel é aquele que promove uma compressão adiabática e leva a máquina ao próximo estado. Neste estado ocorre uma transformação isobárica onde a máquina recebe calor. Durante a mudança deste para o próximo estado, ocorre uma expansão adiabática. Finalmente, ocorre uma transformação isocórica onde a máquina perde calor e a partir daí, reinicia-se o ciclo.

           Abaixo tem-se um diagrama p-V do ciclo de Diesel, onde Qp é o calor recebido e Qo é o calor perdido para o meio. Cabe ressaltar que os pontos numerados 1, 2, 3 e 4 são os estados do sistema termodinâmico.         [pic 1]

Figura 2: diagrama pV que representa o ciclo Diesel.

4.1 Dados coletados

Os valores coletados inicialmente e a cada aumento de 5 °C, de acordo com o sensor PT100 de referência, foram organizador na forma da Tabela 1, apresentada a seguir.

PT100 REF Leitura (°C)	PT100 IND Leitura (Ω)	Termopar Leitura (μV)	Termistor Leitura (Ω)	Líquido em vidro (°C)	Pressão de gás (°C)
33,70	114,31	1360	2069	34	33
39,16	116,37	1583	1659	40	38
45,02	118,50	1826	1313	45	43
51,02	120,70	2075	1043	51	50
57,50	123,23	2340	823	58	56
63,30	125,27	2584	666	64	62
69,22	127,44	2828	544	69	68
75,42	129,69	3082	444	75	73
80,81	131,62	3307	372	81	79
87,50	133,80	3583	302	87	85
93,05	135,70	3817	255	93	91
97,63	137,40	4008	222	98	96

      Tabela 1: Valores obtidos pelos sensores