40003581 trabalho-de-maquinas-termicas

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40003581 trabalho-de-maquinas-termicas

  1. 1. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSEDepartamento de Engenharia MecânicaDisciplina: TEM 04098 - Máquinas Térmicas IVProfessor: José Eduardo Sampaio Máquinas Térmicas Alunos Matrícula Diogo França da Silva 20638062 José Ernesto V. Fassarela 10638014 Laís Felinto Pereira 20738068 Niterói 2º Semestre de 2010
  2. 2. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASSUMÁRIO1 - INTRODUÇÃO ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4 1.1 - MÁQUINAS TÉRMICAS-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 1.2 - RENDIMENTO DE UMA MÁQUINA TÉRMICA ---------------------------------------------------------------------------- 5 1.3 - SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA --------------------------------------------------------------------------------------- 6 1.4 - A MÁQUINA DE CARNOT ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 62 - INSTALAÇÕES A VAPOR ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 2.1 - INTRODUÇÃO: COMPONENTES DA PLANTA ----------------------------------------------------------------------------- 8 2.2 - COMPONENTES BÁSICOS DE UMA INSTALAÇÃO A VAPOR ----------------------------------------------------------- 8 2.3 - O CICLO DE RANKINE IDEAL -------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 2.3.1 - Rendimento de um cilco rankine ideal ----------------------------------------------------------------------------- 12 2.4 - MELHORIAS NO RENDIMENTO DO CICLO DE RANKINE --------------------------------------------------------------- 12 2.4.1 - O Ciclo de Rankine com Reaquecimento -------------------------------------------------------------------------- 13 2.4.2 - O ciclo de Rankine com aumento da pressão no fornecimento de calor no gerador de vapor -------- 14 2.4.2 - O ciclo de Rankine com redução da pressão de saída da turbina-------------------------------------------- 14 2.5 - CONFIGURAÇÕES ESPECIAIS NO CICLO DE RANKINE ------------------------------------------------------------------ 15 2.5.1 - Reaquecimento --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 15 2.5.2 - Regeneração ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 16 2.6 - CICLO RANKINE REAL (NÃO-IDEAL) --------------------------------------------------------------------------------------- 183 - MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA ------------------------------------------------------------------------------------------ 19 3.1 - INTRODUÇÃO------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 19 3.1.1 - Considerações Iniciais ------------------------------------------------------------------------------------------------- 19 3.1.2 - Definição de Motores a Combustão Interna --------------------------------------------------------------------- 19 3.1.3 - Principio de Funcionamento dos Motores de Combustão Interna ------------------------------------------- 20 3.2 - CICLO DE OTTO ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 3.2.1 - Modelo Ideal do Ciclo de Otto --------------------------------------------------------------------------------------- 20 3.2.2 - Rendimento do Modelo Ideal do Ciclo de Otto ------------------------------------------------------------------ 21 3.2.3 - Motor a Quatro Tempos (Ciclo Real) ------------------------------------------------------------------------------- 22 3.2.4 - Motor de Dois Tempos ------------------------------------------------------------------------------------------------ 24 3.3 - O CICLO DIESEL ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 3.3.1 - Modelo Ideal do Ciclo Diesel ----------------------------------------------------------------------------------------- 25 3.3.2 - Funcionamento Mecânico em um Motor a Diesel -------------------------------------------------------------- 26 3.4 - POTÊNCIA EFETIVA EM UM MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA ----------------------------------------------------- 27 3.5 - RENDIMENTO DOS MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA ------------------------------------------------------------- 27 3.5.1 - Rendimento Global ou Total ----------------------------------------------------------------------------------------- 27 3.5.2 - Rendimento Volumétrico (Potência por Litro) ------------------------------------------------------------------- 28 3.5.3 - Rendimento Térmico -------------------------------------------------------------------------------------------------- 294 - TURBINAS A GÁS------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 30 4.1 - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO ----------------------------------------------------------------------------------------- 30 4.1.1 - Aplicações Principais -------------------------------------------------------------------------------------------------- 31 4.2 - COMPONENTES PRINCIPAIS DE UMA TURBINA A GÁS ---------------------------------------------------------------- 32 4. 3 - CICLO IDEAL DE BRAYTON -------------------------------------------------------------------------------------------------- 34 4.3.1 - Rendimento do Ciclo Brayton Ideal--------------------------------------------------------------------------------- 35 4.3.2 - Funcionamento em Ciclo Aberto de uma Turbina a Gás ------------------------------------------------------- 36 4.3.3 - Funcionamento em Ciclo Fechado de uma Turbina a Gás ----------------------------------------------------- 37 4.4 - CICLO BRAYTON COM REGENERAÇÃO ----------------------------------------------------------------------------------- 38 __________________________________________________________ Página 2 de 43
  3. 3. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS 4.5 - O CICLO IDEAL DA TURBINA A GÁS, USANDO COMPRESSÃO EM VÁRIOS ESTÁGIOS COM RESFRIAMENTO, EXPANSÃO EM VÁRIOS ESTÁGIOS COM REAQUECIMENTO E REGENERADOR. ---------------------------------------- 405 - CONCLUSÕES ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41APÊNDICE A - DEFINIÇÕES BÁSICAS ----------------------------------------------------------------------------------------------- 42BIBLIOGRAFIA -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 43 __________________________________________________________ Página 3 de 43
  4. 4. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS1 - INTRODUÇÃO1.1 - MÁQUINAS TÉRMICASMáquinas térmicas são dispositivos que, operando em ciclo, retiram energia naforma de calor de uma fonte quente, como por exemplo: gás ou vapor em expansãotérmica, e a transfere para uma fonte fria realizando trabalho. Uma máquina térmicatem maior eficiência se transforma mais calor em trabalho, transferindo, portanto,menos calor para a fonte fria.Como ela opera em ciclo, a substância de trabalho deve passar por uma sériefechada de processos termodinâmicos, retornando ao seu ponto de partida ao finalde cada ciclo.As máquinas térmicas e outros dispositivos que funcionam por ciclos utilizamnormalmente um fluido para receber e ceder calor ao qual se dá o nome de fluido detrabalho. O trabalho líquido do sistema é simplesmente a diferença de trabalho dafonte quente e da fonte fria: = − ,onde:Wt é trabalho líquido ou total da máquina térmica;WH é o trabalho da fonte quente;WL é o trabalho da fonte fria.O trabalho também pode ser definido a partir das trocas de calor: = − ,onde:QH e QL são respectivamente o calor cedido da fonte quente e o calor recebido pelafonte fria.Um desenho esquemático de uma máquina térmica é mostrado na figura 1.1.1. __________________________________________________________ Página 4 de 43
  5. 5. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS FIGURA 1.1.1 - DESENHO ESQUEMÁTICO DE UMA MÁQUINA TÉRMICA1.2 - RENDIMENTO DE UMA MÁQUINA TÉRMICAUm dos principais objetivos de quem constrói uma máquina térmica, é que estatenha o maior rendimento possível. O rendimento, que normalmente se denota porη, define-se como a razão entre o trabalho que a máquina fornece W e a energia soba forma de calor que sai da fonte quente QH e sem o qual ela não poderia funcionar. − = → = → = 1−O rendimento é a eficiência com que uma máquina térmica funciona. Como oquociente entre Qc e Qq tem um valor que pode estar entre 0 e 1, a eficiência deuma máquina térmica teoricamente poderia atingir 100%, no entanto, o rendimentode uma máquina térmica é sempre inferior a 1. Caso o valor de Qc fosse nulo (zeroKelvin), isto é, se a máquina não transferisse energia sob a forma de calor para afonte fria, o rendimento seria igual a 1. No entanto, não é possível construirmáquinas térmicas onde, ciclicamente se transforme toda a energia sob a forma decalor proveniente da fonte quente, em trabalho, uma vez que tal violaria a 2ª Lei daTermodinâmica.Em geral o rendimento das máquinas é baixo: motores de automóveis - da ordem de 30%; motores a diesel - da ordem de 50%; grandes turbinas a gás - da ordem de 80%. __________________________________________________________ Página 5 de 43
  6. 6. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASAssim o restante de energia que não é aproveitado pela máquina é expulso para omeio ambiente na forma de energia inútil, "perdida".1.3 - SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICAEnunciado de Kelvin-Plank - “É impossível construir uma máquina térmica que,operando em um ciclo, não produza nenhum efeito além da absorção de calor de umreservatório e da realização de uma quantidade igual de trabalho”.Enunciado de Clausius - “É impossível construir uma máquina térmica que opereem ciclo e cujo único efeito seja a transferência de energia na forma de calor de umreservatório a uma dada temperatura para um reservatório a uma temperatura maisalta”.Os desenhos esquemáticos referentes aos enunciados acima são demonstrados nafigura 1.3.1. (a) (b) FIGURA 1.3.1 - DESENHOS ESQUEMÁTICOS DOS ENUNCIADOS DE KELVIN-PLANK (a) E CLAUSIUS (b)1.4 - A MÁQUINA DE CARNOTIdealizada por Sadi Carnot em 1824, opera com um gás ideal que sofre 4 processos,sendo dois adiabáticos e dois isotérmicos, sendo todos eles reversíveis, conformegráfico da figura 1.4.1 (a), onde a área dentro do ciclo representa o trabalho líquidoproduzido. __________________________________________________________ Página 6 de 43
  7. 7. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS (a) (b) FIGURA 1.4.1 - (a) ESQUEMA P x V DO CICLO DE CARNOT; (b) ESQUEMA T x S DO CICLO DE CARNOTSendo a entropia uma propriedade, podemos representar o ciclo no diagrama T x Sconforme figura 1.4.1 (b).Assim, QH = TH ∆SAB e QL = TL∆SCDComo a maquina é cíclica: ∆S = 0, assim ∆S AB + ∆S CD = 0A eficiência da máquina de Carnot é dada, portanto por: ∆ = 1− =1− = 1− ∆E só depende das temperaturas absolutas dos reservatórios térmicos de alta e baixatemperatura. __________________________________________________________ Página 7 de 43
  8. 8. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS2 - INSTALAÇÕES A VAPOR2.1 - INTRODUÇÃO: COMPONENTES DA PLANTAOs componentes básicos de uma planta de potência, onde a água é o fluido detrabalho, podem ser vistos na figura 2.1.1. A análise termodinâmica é facilitadadividindo-se a planta em quatro subsistemas, identificados pelas letras A até D. chaminé torre de arrefecimento gases de combustão C A turbina D gerador água quente combustível ar condensador B gerador de vapor bomba de bomba água fria alimentação FIGURA 2.1.1 - SISTEMA DE POTÊNCIA A VAPORO subsistema B fornece a energia requerida para vaporizar a água que passa pelogerador de vapor, através da queima de algum combustível. O vapor produzidopassará pela turbina onde se expandirá até uma pressão mais baixa. O eixo daturbina está conectado a um gerador elétrico (subsistema D). O vapor que deixa aturbina passa através do condensador, onde condensará fora dos tubos por ondecircula a água de arrefecimento. O circuito da água de arrefecimento compreende osubsistema C.O escopo desta seção estará voltada ao subsistema A, onde ocorre a conversão deenergia entre calor e trabalho.O ciclo de Rankine ideal é considerado o ciclo modelo em se tratando de usinastermelétricas, pois é que mais se aproxima do ciclo real destas.2.2 - COMPONENTES BÁSICOS DE UMA INSTALAÇÃO A VAPOREm sua forma mais básica o ciclo de Rankine consiste em quatro componentes,sendo eles:Bomba - Uma bomba é um dispositivo utilizado para mover os líquidos, taiscomo líquidos ou suspensões, ou gases. __________________________________________________________ Página 8 de 43
  9. 9. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASGerador de vapor - O gerador de vapor ou caldeira é definido como um recipientefechado em que a água ou outro líquido é aquecido ou vapor é gerado, o vapor ésuperaquecido, ou qualquer combinação dos mesmos, sob pressão ou de vácuo,para uso externo a si mesmo, através da aplicação direta de energia provenientesda queima de combustíveis, de eletricidade ou de energia nuclear.Turbina - A turbina a vapor é um equipamento que aproveita a energia calorífica dovapor e transforma em energia mecânica, sendo um equipamento com boaeficiência quando utilizado em condições de projeto. Essa energia mecânica podeser utilizada para mover equipamentos e quando acoplado um gerador se obtêm atransformação da energia mecânica em energia elétricaCondensador - Um condensador é um dispositivo usado para condensar umasubstância gasosa ao estado líquido. Ao fazê-lo, o calor latente é cedido pelasubstância, e passará para a refrigeração do condensador.2.3 - O CICLO DE RANKINE IDEALO Ciclo Rankine é um ciclo termodinâminco. Como outros ciclos termodinâmicos,sua eficiência máxima é obtida através da eficiência de um Ciclo de Carnot. Seunome foi dado em razão do matemático escocês William John Macquorn Rankine.O ciclo Rankine descreve a operação de uma planta de força que opera com vapor.Este é produzido em uma caldeira à alta pressão para logo ser levado a uma turbinaonde produz energia cinética, onde perderá pressão. Seu caminho continua aoseguir para um condensador onde o que fica de vapor passa ao estado líquido parapoder entrar em uma bomba que lhe subirá a pressão para novamente poder oingressar à caldeira.O fluido de trabalho num ciclo Rankine segue um ciclo fechado, e é constantementereutilizado. O vapor que se observa saindo de centrais de produção de energia vemdo sistema de resfriamento do condensador, e não do fluido de trabalho.Um desenho esquemático do ciclo de Rankine é exposto na figura 2.3.1 abaixo: __________________________________________________________ Página 9 de 43
  10. 10. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS FIGURA 2.3.1 - DESENHO ESQUEMÁTICO DO CICLO DE RANKINEOs processos que compreendem o ciclo de Rankine são os seguintes:1 - 2: Primeiro o fluido de trabalho é bombeado em um processo adiabático de umapressão baixa para uma pressão alta utilizando-se uma bomba. O bombeamentorequer algum tipo de energia para ser realizado.2 - 3: O fluido pressurizado entra numa caldeira, onde é aquecido a pressãoconstante até se tornar vapor superaquecido. Fontes comuns de calorincluem carvão, gás natural e energia nuclear.3 - 4: O vapor superaquecido deixa a caldeira e sofre uma expansão adiabáticareversível através de uma turbina para gerar trabalho através da rotação do eixo,normalmente acoplado a um gerador elétrico. Com esta expansão, tanto a pressãoquanto a temperatura se reduzem.4 - 1: O vapor então entra num condensador, onde ele é resfriado até a condiçãode líquido saturado. Este líquido então retorna à bomba e o ciclo se repete. Pelo fatodo condensador ser meramentente um trocador de calor, este processo se dá deforma adiabáticaO diagrama T x S é do ciclo de Rankine é exposto na figura 2.3.2 abaixo. __________________________________________________________ Página 10 de 43
  11. 11. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS FIGURA 2.3.2 - DIAGRAMA T x S DE UM CICLO DE RANKINE IDEALAs expressões que tratam do trabalho e do calor trocado para os quatro processosbásicos são obtidos aplicando-se a 1ª Lei da Termodinâmica. Na análise do cicloideal as transferências de calor (inevitáveis) entre os diversos componentes e o meiosão desprezadas. As variações de energia cinética e potencial também sãodesprezadas. Em geral, isso é uma hipótese razoável para os ciclos reais, uma vezque os termos de trabalho e troca de calor são muito maiores que as anteriores.Por ser o processo de bombeamento adiabático, a equação da conservação deenergia por unidade de massa aplicada a bomba reduz-se a: =ℎ − ℎ ,onde wb é o trabalho realizado na bomba, h2 é a entalpia no estado 2 e h1 a entalpiano estado 1.Na turbia por se tratar de um processo similar ao da bomba, a equação daconservação por unidade de massa será: =ℎ − ℎ ,onde wt é o trabalho realizado na bomba, h4 é a entalpia no estado 4 e h3 a entalpiano estado 3.Considerando-se nulas as interações de trabalho nos processos que ocorrem nogerador de vapor e no condensador, a transfêrencia de calor por unidade de massasnestes componentes também é dada pela diferença entálpica em suas entradas esaídas. Para o gerador de vapor tem-se: = ℎ − ℎ ,onde qg é o calor específico trocado no gerador de vapor e h3 e h2 são as entalpiasespecíficas nos pontos 3 e 2, respectivamente. __________________________________________________________ Página 11 de 43
  12. 12. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASPara o condensador tem-se: = ℎ − ℎ ,onde qc é o calor específico trocado no condensador e h1 e h4 são as entalpiasespecíficas nos pontos 1 e 4, respectivamente.2.3.1 - Rendimento de um cilco rankine idealA eficiência térmica do ciclo estabelece o quanto da energia fornecida ao fluido detrabalho, passando pelo gerador de vapor, é convertido em trabalho líquido de saídae é dada pela seguinte razão: − η =Esta expressão também pode ser rescrita em termos de entalpia do fluido detrabalho para os quatro estados representativos do ciclo conforme anteriormente: ℎ − ℎ − ℎ − ℎ η = ℎ − ℎÉ evidente que o ciclo de Rankine tem um rendimento menor que o ciclo Carnot queapresenta mesmas temperaturas máxima e mínina do ciclo de Rankine, porque atemperatura média entre 2 e 2’ é menor que a temperatura durante a vaporização.Podemos então perguntar, porque escolhemos o ciclo de Rankine como ciclo ideal?Porque não escolher o ciclo de Carnot 1’-2’-3-4-1 como ciclo ideal? Pode-sefornecer, pelo menos, duas razões para escolha do ciclo de Rankine.A primeira envolve o processo de bombeamento. O estado 1’ é uma mistura delíquido e vapor e é muito difícil constituir uma bomba que opere convenientementesendo alimentada como uma mistura de líquido e vapor (1’) e que fornece líquidosaturado na seção de descarga (2’). É muito mais fácil condensar completamente ovapor e trabalhar somente com o líquido na bomba (o ciclo de Rankine é baseadoneste fato). A segunda razão envolve o superaquecimento do vapor. No ciclo deRankine o vapor é super aquecido a pressão constante, processo 3-3’. No ciclo deCarnot toda transferência de calor ocorre a temperatura constante e, portanto ovapor é super aquecido no processo 3-3’’. Note que durante esse processo apressão cai. Isto significa que o calor deve ser transferido ao vapor enquanto elesofre um processo de expansão (no qual é efetuado o trabalho). Isto também émuito difícil de ser conseguido na prática. Assim, o ciclo de é ciclo ideal que podeser aproximado na prática.2.4 - MELHORIAS NO RENDIMENTO DO CICLO DE RANKINENa análise do ciclo de Rankine é útil considerar que o rendimento depende datemperatura média na qual o calor é fornecido e da temperatura média na qual ocalor é rejeitado. Qualquer variação que aumente a temperatura média na qual ocalor é fornecido, ou que diminua a temperatura média na qual o calor é rejeitado __________________________________________________________ Página 12 de 43
  13. 13. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASaumentará o rendimento do ciclo de Rankine, assim surgem três possibilidadesbásicas para se obter um maior rendimento: Superaquecendo o vapor no gerador de vapor; Aumentando a pressão no fornecimento de calor no gerador de vapor; Diminuindo a pressão de saída da turbina.O estudo sobre as melhorias do rendimento do ciclo de Rankine tem grandeimportância porque usinas de potência a vapor são as responsáveis pela produçãoda maior parte da energia elétrica do mundo. Portanto, ganhos de eficiência térmicapodem significar uma grande economia na necessidade de combustível, econseqüentemente, ganhos ambientais.2.4.1 - O Ciclo de Rankine com ReaquecimentoO superaquecimento do vapor no gerador de vapor geralemente é feito pelapassagem do vapor através de tubos expostos a combustão de gases ou algumaoutra fonte de energia com temperatura acima da temperatura de saturação. Ovapor entra na turbina com entalpia maior do que aquela respectiva a um ciclo deRankine sem superaquecimento, conforme podemos observar no diagrama da figura2.4.1.1. FIGURA 2.4.1.1 - DIAGRAMA T x S MOSTRANDO O SUPERAQUECIMENTO EM UM CICLO DE RANKINEPercebe-se que o trabalho aumenta o correspondente a área 3-3’-4’-4-3 e o calortransferido no gerador de vapor aumenta o correspondente à área 3-3’-b’-b-3. Comoa relação entre estas duas áreas é maior do que a relação entre o trabalho líquido eo calor fornecido no restante do ciclo, é evidente que, para as pressões dadas, osuperaquecimento do vapor aumenta o rendimento do ciclo de Rankine. Isto podeser explicado também pela ocorrência do aumento da temperatura média na qual ocalor é transferido ao vapor. Note também que, quando o vapor é superaquecido, otítulo do vapor na saída da turbina aumenta. __________________________________________________________ Página 13 de 43
  14. 14. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS2.4.2 - O ciclo de Rankine com aumento da pressão no fornecimento de calorno gerador de vaporA segunda possibilidade, em que se considera um aumento da pressão nofornecimento de calor no gerador de vapor, é representada na figura 2.4.2.1 abaixo: FIGURA 2.4.2.1 - DIAGRAMA T x S MOSTRANDO O AUMENTO DA PRESSÃO NO FORNECIMENTO DE CALOR NO GERADOR DE VAPORNesta análise, a temperatura máxima do vapor, bem como a pressão de saída sãomantidas constantes. O calor rejeitado diminui o correspondente a área b’-4’-4-b-b’.O trabalho líquido aumenta o correspondente à área hachurada simples e diminui ocorrespondente a área do duplo hachurado. Portanto o trabalho líquido tendepermanecer o mesmo, mas o calor rejeitado diminui e, portanto, o rendimento dociclo de Rankine aumenta com o aumento da pressão máxima. Note que, nestecaso, a temperatura média na qual o calor é fornecido também aumenta com umaumento da pressão. Já o título do vapor que deixa a turbina diminuir quando apressão máxima aumenta.2.4.2 - O ciclo de Rankine com redução da pressão de saída da turbinaA terceira possibilidade, da redução da pressão de saída na turbina com acorrespondente diminuição da temperatura na qual o calor é rejeitado, érepresentada na figura 2.4.2.1: __________________________________________________________ Página 14 de 43
  15. 15. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS FIGURA 2.4.2.1 - DIAGRAMA T x S MOSTRANDO A REDUÇÃO DA PRESSÃO NO CONDENSADOR EM UM CICLO RANKINEO trabalho líquido aumenta de uma área 1-4-4’-1’-2’-2-1 (hachurada). O calortransmitido ao vapor é aumentando de uma área de a’-2’-2-a-a’. Como essas duasáreas são aproximadamente iguais, o resultado líquido é um aumento no rendimentodo ciclo. Isso também é evidente pelo fato de que a temperatura média, na qual ocalor é rejeitado, diminui. Note, entretanto, que a redução da pressão de saídacausa um aumento no teor de umidade do vapor que deixa a turbina. Isto é um fatorsignificativo, pois ocorrerá um a diminuição na eficiência da turbina e a erosão daspalhetas da turbina tornar-se-á um problema muito sério quando a umidade dofluido, nos estágios de baixa pressão da turbina, excede cerca de 10 por cento.Além das três possibilidades relacionadas aos efeitos da temperatura e da pressão,existem também configurações especiais elaboradas sobre o ciclo de Rankine com afinalidade de melhorar a sua eficiência térmica. Estas configurações admitem aincorporação de processos conhecidos como: Reaquecimento, e; Regeneração.2.5 - CONFIGURAÇÕES ESPECIAIS NO CICLO DE RANKINE2.5.1 - ReaquecimentoO ciclo de Rankine com reaquecimento foi desenvolvido para tirar vanatgem doaumento do rendimento com o uso de pressões mais altas, e ainda evitar umidadeexecessiva nos estágios de baixa pressão da turbina. Este ciclo é demonstradoesquematicamente na figura 2.5.1.1. __________________________________________________________ Página 15 de 43
  16. 16. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS FIGURA 2.5.1.1 - DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DO CICLO DE RANKINE COM REAQUECIMENTOO ciclo Rankine com reaquecimento opera utilizando duas turbinas em série. Aprimeira turbina recebe o vapor do gerador de vapor à alta pressão,liberando-o de talmaneira a evitar sua condensação. Este vapor é então reaquecido, utilizando o calorda própria caldeira, e é utilizado para acionar uma segunda turbina de baixapressão. Entre outras vantagens, isto impede a condensação do vapor no interiordas turbinas durante sua expansão, o que poderia danificar seriamente as pás daturbina. Assim com o o processo que ocorre no gerador de vapor, o processo dereaquecimento ideal é também suposto reversível internamente, à pressãoconstante.2.5.2 - RegeneraçãoOs conceitos básicos do ciclo regenerativo podem ser mostrados considerando-se ociclo de Rankine sem superaquecimento como indicado na figura 2.5.2.1: FIGURA 2.5.2.1 - CICLO DE RANKINE SEM SUPERAQUECIMENTO __________________________________________________________ Página 16 de 43
  17. 17. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASDurante os processos 2-2’, o fluido é aquecido enquanto permanece na fase líquida;a temperatura média do fluido, durante este processo, é muito inferior à do processo2’-3. Isso faz com que a temperatura média, na qual o calor é fornecido ao ciclo deRankine, seja menor do que no Ciclo Carnot 1’-2’-3-4-1’ e, conseqüentemente, orendimento do ciclo de Rankine é menor que o ciclo de Carnot corresnpondente. Nociclo regenerativo, o fluido de trabalho entra no gerador de vapor em algum estadoentre 2 e 2’ e, com isso, aumenta a temperatura média na qual o calor é fornecido.Observa-se, então, o ciclo ideal regenerativo mostrado na figura 2.5.2.2: FIGURA 2.5.2.2 - DIAGRAMA T x S MOSTRANDO O CICLO IDEAL REGENERATIVOO aspecto singular do ciclo ideal regenerativo é que, após deixar a bomba, o líquidocircula ao redor da carcaça da turbina, em sentido contrário ao vapo da turbina. Comisto tranfere-se o calor do vapor que escoa através da turbina ao líquido que circulaao redor da turbina. Na hipótese desta troca ser reversível, ou seja, em cada ponto atemperatura do vapor é apenas infinitesimalmente superior à temperatura do líquido,a linha 4-5 no diagrama T x S da figura 2.5.2.2 que representa os estados do vaporescoando atráves da turbina, é exatamente paralela a linha 1-2-3 que representa oprocesso de bombeamento e os estados líquido que escoa ao redor da turbina.Assim, as áres 2-3-b-a-2 e 5-4-d-c-5 são iguais e congruentes, e representam o calortransferido ao líquido, e do vapor, respectivamente. Nota-se, também, que o calortransferido ao fluido de trabalho no processo 3-4 e a área 3-4-d-b-3 representa estatroca de calor. O calor é transferido do fluido de trabalho no processo 5-1 e a área1-5-c-a-a representa esta troca de calor. Nota-se que esta área é exatamente igual aárea 1’-3-4-5’-1’. Assim, o ciclo regenerativo ideal tem um rendimento exatamenteigual ao rendimento do ciclo de Carnot, com as mesmas temperaturas deforncecimento e rejeição de calor.Obviamente o ciclo regenerativo ideal não é prático, pois não é possível efetuar atroca de calor necessária do vapor que deixa a turbina à água líquida dealimentação. Além disso, o teor de umidade do vapor que deixa a turbina aumentaconsideravelmente em consequencia da troca de calor e a desvantagem disto já foiobservada anteriormente. O ciclo regenerativo prático envolve a extração de uma __________________________________________________________ Página 17 de 43
  18. 18. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASparte do vapor após ser expandido parcialmente ne turbina e o uso de aquecedoresde água de alimentação.2.6 - CICLO RANKINE REAL (NÃO-IDEAL)Num ciclo Rankine real, a compressão pela bomba e a expansão na turbina não sãoisoentrópicos. Em outras palavras, estes processos não são reversíveis, ea entropia aumenta durante os processos. Isto faz com que a energia requerida pelabomba seja maior, e que o trabalho produzido pela turbina seja menor do que oproduzido num estado de idealidade. __________________________________________________________ Página 18 de 43
  19. 19. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS3 - MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA3.1 - INTRODUÇÃO3.1.1 - Considerações IniciaisNesta parte do trabalho serão abordados os conceitos e as definições básicas parao entendimento das máquinas térmicas que funcionam a combustão interna. Naatualidade estes motores têm um grande mercado nas pequenas indústrias etambém em sistemas de geração de produção de energia elétrica, em sistemas deCo-geração, sempre que as necessidades térmicas sejam pouco significativas, ouquando os consumos de energia sofrem variações ao longo do tempo. Este tipo deCo-geração é habitualmente utilizado em instalações com potências da ordem dos10 MW, embora possam ser encontrados alguns exemplos com consumos da ordemdos 20 MW ou mais.Vantagens arranque rápido; trabalho em rotações relativamente baixas; pequeno tamanho; fácil manutenção.Desvantagens limitação de potência; não utilização de combustíveis sólidos; peso elevado para a potência; elevado número de peças; baixa eficiência.3.1.2 - Definição de Motores a Combustão InternaMotores a combustão interna são máquinas térmicas motoras nas quais a energiaquímica dos combustíveis se transforma em trabalho mecânico (o fluido de trabalhoconsiste nos produtos da combustão). Podem ser classificadas como:Estacionários - Destinados ao acionamento de máquinas estacionárias, tais comogeradores, máquinas de solda, bombas ou outras máquinas que operam em rotaçãoconstante;Industriais - Destinados ao acionamento de máquinas de construção civil, tais comotratores, guindastes, compressores de ar, máquinas de mineração, veículos deoperação off-road, acionamento de sistemas hidrostáticos e outras aplicações ondese exijam características especiais específicas do acionador;Veiculares - Destinados ao acionamento de veículos de transporte em geral, taiscomo caminhões e ônibus;Marítimos - Destinados à propulsão de barcos e máquinas de uso naval. Conforme otipo de serviço e o regime de trabalho da embarcação existe uma vasta gama de __________________________________________________________ Página 19 de 43
  20. 20. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASmodelos com características apropriadas, conforme o uso. (Laser, trabalho comercialleve, pesado, médio-contínuo e contínuo).3.1.3 - Principio de Funcionamento dos Motores de Combustão InternaO ciclo mecânico é o mesmo em qualquer motor de combustão interna, sendo ele: 1. Introduz-se o combustível no cilindro; 2. Comprime-se o combustível, consumindo trabalho (deve ser fornecido); 3. Queima-se o mesmo; 4. Ocorre a expansão dos gases resultantes da combustão, gerando trabalho; 5. Expulsão dos gases.Nos motores a pistão, este ciclo pode completar-se de duas maneiras: ciclo de trabalho a quatro tempos; ciclo de trabalho a dois tempos.3.2 - CICLO DE OTTOO Ciclo de Otto é um ciclo termodinâmico, que idealiza o funcionamento dosmotores de combustão interna de ignição por centelha. Foi definido por Beau deRochas e implementado com sucesso pelo engenheiro alemão Nikolaus Otto em1876, e posteriormente por Étienne Lenoir e Rudolf Diesel.Motores baseados neste ciclo equipam a maioria dos automóveis de passeioatualmente. Para esta aplicação, é possível construir motores a quatro tempos maiseficientes e menos poluentes em comparação aos motores a dois tempos, apesar domaior número de partes móveis, maior complexidade, peso e volume, comparandomotores de mesma potência.3.2.1 - Modelo Ideal do Ciclo de OttoO ciclo de é o ciclo ideal que se aproxima do motor de combustão interna de igniçãopor centelha (como já foi observado anteriormente). Este ciclo é representado nosdiagramas P x v e T x S da figura 3.2.1.1 abaixo (a) (b)FIGURA 3.2.1.1 - (a) DIAGRAMA P x v DO CICLO DE OTTO IDEAL; (b) DIAGRAMA T x s DO CICLO DE OTTO IDEAL __________________________________________________________ Página 20 de 43
  21. 21. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASOs processos que compreendem o ciclo de Otto ideal, conforme figura 3.2.1.1, sãoos seguintes:0-1: Admissão isobárica;1-2: Compreensão isoentrópica do ar quando o pistão se move do lado da manivelapara o ponto morto do lado do cabeçote;2-3: Combustão a volume constante enquanto o pistão está momentaneamente emrepouso no ponto morto superior;3-4: Expansão isoentrópica;4-1: Rejeição de calor.3.2.2 - Rendimento do Modelo Ideal do Ciclo de OttoAdmitindo-se constante o calor especifico do ar, o rendimento do ciclo de Otto idealé dado por: − − η =1− =1− =1− − −1 η = 1− −1Além disso, observamos que: = = =Portanto: =e, 1 η =1− =1− =1−onde, é a razão de compressão: = =Uma coisa importante a ser observada é que o rendimento do ciclo de Otto ideal éuma função apenas da razão de compreensão, e que o rendimento aumenta com oaumento desta razão. A figura 3.2.2.1 apresenta o gráfico do rendimento térmico dociclo de Otto ideal. __________________________________________________________ Página 21 de 43
  22. 22. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS A FIGURA 3.2.2.1 - RENDIMENTO TÉRMICO EM FUNÇÃO DA RAZÃO DE COMPRESSÃO.Os ciclos termodinâmicos associados às máquinas reais se diferem sensivelmenteda idealização, já que os processos ocorrem apenas de forma aproximada àmaneira descrita e os motores estão susceptíveis a fenômenos como, por exemplo: O calor específico dos gases reais aumenta com o aumento da temperatura. O processo de combustão substitui o processo de troca de calor a alta temperatura, e a combustão pode ser incompleta. Há considerável troca de calor entre os gases do cilindro e as paredes do cilindro. Haverá irreversibilidades associadas aos gradientes de pressão e temperatura.3.2.3 - Motor a Quatro Tempos (Ciclo Real)Considerando o uso de apenas duas válvulas que são comandadas pelos ressaltosde árvore de cames, uma designada por válvula de admissão que permite aintrodução de uma mistura gasosa composta por ar e combustível no cilindro e outradesignada como válvula de escape, que permite a expulsão para a atmosfera dosgases queimados, o ciclo de funcionamento de um motor de combustão a 4 temposé o seguinte:1 - Com o êmbolo (também designado por pistão) no ponto morto superior,doravante designado por PMS, é aberta a válvula de admissão, enquanto semantém fechada a válvula de escape. A dosagem da mistura gasosa é reguladapelo sistema de alimentação, que pode ser um carburador ou pela injeção eletrônica,em que se substitui o comando mecânico destes sistemas por um eletrônico econseguindo-se assim melhores misturas, principalmente quando solicitadasrespostas rápidas do motor. O êmbolo é impulsionado para baixo pelo eixo demanivelas (virabrequim), move-se então até o ponto morto inferior, doravantedesignado por PMI. A este passo do êmbolo é chamado o primeiro tempo do ciclo,ou tempo de admissão.2 - Fecha-se a válvula de admissão, ficando o cilindro cheio com a mistura gasosa,que é agora comprimida pelo pistão, impulsionado no seu sentido ascendente emdireção à cabeça do motor pelo eixo de manivelas até atingir de novo o PMS. A este __________________________________________________________ Página 22 de 43
  23. 23. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASsegundo estágio do êmbolo é chamado o segundo tempo do ciclo, ou tempo decompressão.3 - Quando o êmbolo atingiu o PMS, a mistura gasosa que se encontra comprimidano espaço existente entre a face superior do êmbolo e a cabeça do motor,denominado câmara de combustão, é inflamada devido a uma faísca produzida pelavela e explode. O aumento de pressão devido ao movimento de expansão destesgases empurra o êmbolo até ao PMI, impulsionando desta maneira o eixo demanivelas e produzindo a força rotativa necessária para o movimento do eixo domotor que será posteriormente transmitido às rodas. A este terceiro estágio doêmbolo é chamado o terceiro tempo do ciclo, tempo de explosão, tempo motor outempo útil, uma vez que é o único que efetivamente produz trabalho, pois durante osoutros tempos, apenas se usa a energia de rotação acumulada no volante (acopladoao eixo), o que faz com que ele ao rodar permita a continuidade do movimento dojogo de manivelas durante os outros três tempos.4 - O cilindro encontra-se agora cheio de gases queimados. É nesta altura, em que oêmbolo impulsionado pelo eixo de manivelas retoma o seu movimento ascendente,que a válvula de escape se abre, permitindo a expulsão para a atmosfera dos gasesimpelidos pelo êmbolo no seu movimento até ao PMS, altura em que se fecha aválvula de escape. A este quarto estágio do êmbolo é chamado o quarto tempo dociclo, ou tempo de exaustão (escape).Após a expulsão dos gases o motor fica nas condições iniciais permitindo que o ciclose repita.Na figura 3.2.3.1 podemos ver o funcionamento de um motor a 4 tempos de formamais simples. FIGURA 3.2.3.1 - SEQÜÊNCIA DO MOTOR 4 TEMPOS.É importante salientar, que somente no curso de combustão se produz energiamecânica, os outros três tempos são passivos, ou seja, absorvem energia. __________________________________________________________ Página 23 de 43
  24. 24. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS3.2.4 - Motor de Dois TemposOs motores deste tipo combinam em dois cursos do êmbolo as funções dos motoresde quatro tempos, sendo assim, há um curso motor para cada volta do virabrequim.Normalmente estes motores não têm válvulas, eliminando-se o uso de tuchos,hastes, etc. O cárter, que possui dimensões reduzidas, recebe a mistura ar-combustível e o óleo de lubrificação. Deve ser cuidadosamente fechado, pois nelese dá a pré-compressão da mistura.1º Tempo - Curso de Admissão e CompressãoO êmbolo dirige-se ao PMS, comprimindo a mistura ar-combustível. As janelas deescape e carga são fechadas, abrindo-se a janela de admissão. Com o movimentodo êmbolo, gera-se uma pressão baixa dentro do cárter e assim, por diferença depressão, admite-se uma nova mistura ar combustível - óleo lubrificante, que seráutilizado no próximo ciclo. O virabrequim dá meia volta, 180 graus, fechando o ciclo.Pouco antes de atingir o PMS, dá-se a centelha, provocando a combustão damistura, gerando uma força sobre o êmbolo. Inicia-se então o próximo ciclo.2º Tempo - Combustão e EscapeÉ o curso de trabalho. No PMS, dado início à combustão por meio de uma centelha,o êmbolo é forçado até o PMI. Durante o curso, o êmbolo passa na janela dedescarga dando vazão aos gases da combustão. Ao mesmo tempo o êmbolo abre ajanela de carga permitindo que uma nova mistura ar-combustível entre no cilindropreparando-o para o novo ciclo e forçando os gases provenientes da combustãopara fora (lavagem). O virabrequim, neste primeiro tempo, dá meia volta, 180 graus.Na figura 3.2.4.1 podemos ver o funcionamento de um motor a 2 tempos de formamais simples. Figura 3.2.4.1 - Seqüência do motor a 2 tempos. __________________________________________________________ Página 24 de 43
  25. 25. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS3.3 - O CICLO DIESELO motor a diesel ou motor de ignição por compressão é um motor de combustãointerna inventado pelo engenheiro alemão Rudolf Diesel (1858-1913), em que acombustão do combustível se faz pelo aumento da temperatura provocado pelacompressão da mistura inflamável. As principais diferenças entre o motor a gasolinae o motor diesel são as seguintes: enquanto o motor a gasolina funciona com a taxade compressão que varia de 8:1 a 12:1, no motor diesel esta varia de 14:1 a 25:1.Dai a robustez de um em relação ao outro.Enquanto o motor a gasolina aspira a mistura ar + combustível para a câmara decombustão e queima a partir de uma faísca elétrica fornecida pela vela de ignição nomomento de máxima compressão. No motor diesel não existe uma aspiração, massim uma injeção de óleo (combustível) no momento de máxima compressão, a altataxa de oxigênio faz com que o óleo entre em combustão, produzindo a explosãosem a necessidade da ignição elétrica. O Engenheiro Rudolf Diesel chegou a essemétodo quando aperfeiçoava máquinas a vapor.Quando o tempo está frio, o ar ao ser comprimido poderá não atingir a temperaturasuficiente para a primeira ignição, mas esses obstáculos têm vindo a desaparecerem virtude das injeções eletrônicas diretas e a maior rotação do motor de partida.Nos modelos antigos ou lugares muito frios costuma-se usar velas deincandescência no tubo de admissão para minimizar esse efeito sendo que algunsmotores estacionários ainda usam buchas de fogo e a partida é feita com manivelas.Para melhorar o desempenho, o ar entra pela admissão já pressurizado. Usa-seuma pequena turbina que utiliza os gases de escape para girá-la. Acoplado aomesmo eixo encontra-se uma outra turbina que pressuriza o ar para dentro dacâmara de combustão. Tal processo é chamado de co-geração, pois aproveita aenergia que seria desperdiçada.3.3.1 - Modelo Ideal do Ciclo DieselO ciclo Diesel ideal é mostrado na figura 3.3.1.1. Este é o ciclo ideal para ofuncionamento do motor com o mesmo nome. (a) (b) FIGURA 3.3.1.1 -(a) DIAGRAMA P x v EM UM CICLO DIESEL IDEAL; (b) DIAGRAMA P x s EM UM CICLO DIESEL IDEAL __________________________________________________________ Página 25 de 43
  26. 26. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASNeste ciclo, o calor é transferido ai fluido de trabalho a pressão constante. Esteprocesso corresponde à injeção e a queima do combustível no motor real. Como ogás se expande durante a adição de calor no ciclo ideal, a troca de calor deve serapenas o suficiente para manter a pressão constante. Quando se atinge o estado 3,a adição de calor cessa e o gás sofre uma expansão isoentrópica, processo 3-4, atéque o pistão atinja o PMI.Como no ciclo Otto padrão, uma rejeição de calor a volume constante no PMIsubstitui os processos de descarga e de admissão do motor real.O rendimento do ciclo Otto é dado pela relação: − −1 =1− =1− =1− − −1É importante notar que no ciclo Diesel, a razão de compressão isentrópica é maiordo que a razão de expansão isoentrópica. E também, para um dado estado antes dacompressão e uma dada relação de compressão, o rendimento do ciclo diminui como aumento da temperatura máxima. Isto é evidente pelo diagrama T x s, porque aslinhas de pressão constante e de volume constante convergem, e aumentando-se atemperatura será necessária uma maior adição de calor e resultará num aumentorelativamente pequeno de trabalho.3.3.2 - Funcionamento Mecânico em um Motor a DieselNa maioria das aplicações os motores Diesel funcionam a quatro tempos. O cicloinicia-se com o êmbolo no PMS. A válvula de admissão está aberta e o êmbolo aodescer aspira o ar para dentro do cilindro.O êmbolo atinge o PMI e inicia-se então a compressão. A temperatura do ar dentrodo cilindro aumenta substancialmente devido à diminuição do volume.Pouco antes do PMS o combustível começa a ser pulverizado pelo injetor em finasgotículas, misturando-se com o ar quente até que se dá a combustão. A combustãoé controlada pela taxa de injeção de combustível, ou seja, pela quantidade decombustível que é injetado. O combustível começa a ser injetado um pouco antes doPMS devido ao fato de atingir a quantidade suficiente para uma perfeita mistura (ar +combustível) e conseqüentemente uma boa combustão.A expansão começa após o PMS do êmbolo com a mistura (ar + combustível) naproporção certa para a combustão espontânea, onde o combustível continua a serpulverizado até momentos antes do PMI. __________________________________________________________ Página 26 de 43
  27. 27. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASO ciclo termina com a fase de escape, onde o embolo retorna ao PMS, o que fazcom que os gases de combustão sejam expulsos do cilindro, reiniciando, assim, ociclo.No caso dos motores a dois tempos, o ciclo é completado a cada volta, a admissãonão é feita por válvulas mas sim por janelas.3.4 - POTÊNCIA EFETIVA EM UM MOTOR A COMBUSTÃO INTERNA A potência de um motor é determinada pela quantidade de trabalho que ele podefornecer em um segundo, isto é, pelo número de joules (J).A unidade de potência atual é o quilowatt (kW) ou o watt para os motores pequenos.Para calcular a potência de um motor, basta calcular a quantidade de trabalho queeste é capaz de fornecer em 1 segundo. Esta quantidade de trabalho obtida emjoules por segundo será transformada em W ou em kW, conforme a equivalênciadestas unidades.1 J/s = 1 W;1000 J/s = 1 kW;1000 J/s = 1,36 C.V. nas antigas unidades ou 1 C.V. = 736 J/s.3.5 - RENDIMENTO DOS MOTORES A COMBUSTÃO INTERNA3.5.1 - Rendimento Global ou TotalChama-se rendimento de um motor a relação entre potência mecânica desenvolvidaà saída do virabrequim e a que lhe é fornecida sob a forma de carburante.Um grama de gasolina tem um poder calorífico de 11000 calorias. Uma caloriatransformada totalmente em trabalho mecânico fornece 4,185 J, ou seja, uma forçade 1 Newton (N), provocando um deslocamento de 1 m.Um motor que consome 340 g de gasolina por kWh recebe por segundo umaenergia de 340 x 11000 x 4,185/3600 = 4348 J/s.1 kWh = 3600000 J1KW =1000 J/sEste motor recebe sob forma de carburante uma energia calorífica capaz de fornecer4348 J/s; e rende 1000 J/s.O seu rendimento térmico é de 1000 x 100/4348 = 23%Observações: O cálculo do rendimento de um motor pode ser feito com base noseu consumo por hora ou por segundo. Como os catálogos dos motores indicavam __________________________________________________________ Página 27 de 43
  28. 28. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASsempre, antigamente, o consumo em g por H.P./hora, era lógico calcular orendimento a partir deste valor e em relação ao H.P./hora.Com as novas unidades MKSA convém calcular o rendimento na base do consumopor segundo. A unidade de trabalho (J) é dez vezes menor que o (kgm) e a unidadede calor (cal) é mil vezes menor que a (kcal), pelo que, calculando por hora, terãovalores extremamente elevados e pouco comuns na prática. Aliás, sendo a novaunidade de potência dos motores, o kW, correspondente a 100 J/s, é mais simplescalcular o rendimento sobre esta base de tempo.O rendimento de um motor de ciclo Otto funcionando a gasolina é em média de 21 a25%. O de um motor de ciclo Diesel pode atingir mais de 35%.A energia total desenvolvida pela combustão da gasolina no motor de ciclo Ottodistribui-se do seguinte modo:32% sob forma de calor gasto pelo sistema de arrefecimento dos cilindros;35% sob forma de calor retirado pelos gases de escape;8% sob forma de energia mecânica absorvida pelos atritos internos do motor;25% sob forma de energia mecânica disponível na extremidade do virabrequim.3.5.2 - Rendimento Volumétrico (Potência por Litro)Para comparar os motores entre si, relaciona-se muitas vezes a sua potência efetivaà unidade de cilindrada expressa em litros, ou seja: potência/cilindrada = potência por litroOs primeiros motores atingiam 5 C.V.(3,6 kW) por litro.Este valor era baseado na potência nominal utilizada ainda hoje em vários países.Os motores modernos desenvolvem entre 30 kW (40 C.V.) e 37 kW (50 C.V.) porlitro, e mais de 80 kW (100 C.V.) para os motores de alto rendimento.Estes aperfeiçoamentos resultam principalmente no aumento dos regimes derotação, da diminuição de peso das peças móveis e da qualidade do carburante.Para comparação mais exata das vantagens da execução mecânica dos motores, épreciso determinar a potência por litro milhares de rpm, ou seja: potência/cilindrada x regime = Potência por litro por 1000 rpm.Os valores atuais situam-se entre 5 e 9 kW por litro/1000 rpm, ou seja, entre 7 e 12C.V. __________________________________________________________ Página 28 de 43
  29. 29. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS3.5.3 - Rendimento TérmicoO rendimento térmico é a relação entre o calor que efetivamente se transforma emtrabalho útil e o calor equivalente ao trabalho que poderia ser obtido pela queima docombustível. O aumento do rendimento térmico do motor pode ser conseguido dasseguintes maneiras:Aumentando a taxa de compressão.O modo mais fácil de aumentar o rendimento térmico do motor é aumentando-se asua taxa de compressão. Aumentando a taxa (ou razão), aumenta-se a energiaextraída de cada gota de combustível, ou seja, esta modificação proporciona umaumento na eficiência térmica. Este aumento pode ser feito, dependendo daconveniência, através do abaixamento do cabeçote ou troca dos pistões. De umamaneira geral, para cada ponto adicionado na taxa de compressão resultará numaumento de 4% na potência do motor. É claro que isto é limitado pela qualidade dagasolina e pela geometria de construção do motor que pode tornar o motor propensoa detonação.Otimizando a combustão.Quando algumas características do motor são alteradas, com a finalidade de seaumentar a potência, torna-se necessário a otimização da combustão da mistura, oque é possível de ser realizado modificando-se a bobina, vela, módulo de ignição ecurva de avanço. Esta melhora na combustão da mistura torna-se necessáriaporque, ao se aumentar a taxa de compressão do motor, a capacidade da faíscasaltar entre os eletrodos da vela é reduzida. É importante lembrar que não se estáconsiderando alterações no combustível, uma vez que não se trata de uma alteraçãono motor.Como se pode observar na fórmula anterior, aumentando o peso específico damistura (o que pode ser conseguido enriquecendo-se a mistura) aumentar-se-á apotência do motor. Entretanto, se a mistura for extremamente rica, a combustão jánão será perfeita, diminuindo por conseqüência o rendimento térmico do motor,reduzindo a potência.Diminuindo a diferença de temperatura entre a saída e entrada d’água derefrigeração do motor.O ideal seria transformar toda a energia química do combustível em energia térmica,mas existem perdas pelas próprias características dos materiais envolvidos, quenecessitam trocar o calor gerado pela combustão e atritos internos. A variação datemperatura da entrada e saída d’água de refrigeração de um motor deve ser amenor possível, pois essa troca de calor, embora necessária, provoca perdas deenergia. Portanto, essa variação de temperatura deve ser trabalhada com muitocuidado, caso contrário, o motor poderá apresentar superaquecimento ou ter umaboa parte dessa energia perdida pelo trocador de calor. __________________________________________________________ Página 29 de 43
  30. 30. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS4 - TURBINAS A GÁS4.1 - PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTOMotores térmicos são máquinas usualmente projetadas para transformar a maiorparcela possível da energia liberada pela queima de um combustível em trabalho noeixo.A queima de um combustível em um espaço aberto produziria apenas calor. Atransferência da energia liberada pela queima de um combustível em um motortérmico para o eixo de saída é obtida pelo uso apropriado de um fluído de trabalhogasoso, normalmente o ar, que é obrigado a escoar através da máquina. A maneirausual de tratar o fluído de trabalho é o ciclo termodinâmico composto pelas fases deadmissão, compressão, aquecimento, expansão e descarga. Em um motoralternativo, estes processos são realizados seqüencialmente em um mesmo espaçofechado, formado entre o pistão e o cilindro onde atua intermitentemente umaquantidade definida de massa. Ao contrário, em uma turbina a gás, o fluido detrabalho escoa sem interrupção, passando continuamente em cada componente quepossui uma função específica para este fim.O arranjo básico de uma turbina a gás de ciclo simples é mostrado na figura 4.1.1.1O compressor tem como função conduzir o fluído de trabalho até o aquecimento. Ofluído é aquecido por combustão interna num ciclo aberto, ou por troca de calor comuma fonte externa em um ciclo fechado. A turbina é acionada pela expansão dofluído de trabalho comprimido e aquecido e tem como função, além de acionar ocompressor, produzir um saldo positivo de potência no eixo, que pode ser usadopara acionar uma carga qualquer. FIGURA 4.1.1 – EXEMPLO DE TURBINA AERONÁUTICA. __________________________________________________________ Página 30 de 43
  31. 31. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS4.1.1 - Aplicações PrincipaisAs turbinas a gás tem sua aplicação principalmente nas seguintes áreas:Turbinas aeronáuticas, como por exemplo: Turbo-jatos; Turbo-fans; APU – Unidade Auxiliar de Potência; Turbo-hélices; Helicópteros.Um exemplo de turbina aeronáutica é apresentada na figura 4.1.1.1.Turbinas estacionárias, como por exemplo: Geração local; Geração distribuída; Planta de biogás; Transmissão de gás natural; Bombeamento de líquido e óleo; Armazenagem e extração de gás; Transporte (propulsão marítima, terrestre) Compressão de CO2 (processos industriais, etc).Um exemplo de turbina estacionaria é apresentado na figura 4.1.1.2. FIGURA 4.1.1.2 – EXEMPLO DE TURBINA ESTACIONÁRIA __________________________________________________________ Página 31 de 43
  32. 32. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS4.2 - COMPONENTES PRINCIPAIS DE UMA TURBINA A GÁSPodemos distinguir três componentes principais em uma turbina a gás, sendo eles: O compressor; A câmara de combustão (CC); A turbina propriamente dita.Compressor de Ar - É o componente da turbina a gás onde o fluído de trabalho épressurizado. O compressor usado em turbinas a gás é sempre do tipo dinâmico.Quando é usado um compressor axial temos um grande número de estágios(15 aproximadamente) porque este trabalha com relações de compressão bastantebaixas. Entretanto, podemos ter vazões de ar de até 700 Kg/s.Combustor (ou Câmara de Combustão) - A combustão em uma turbina a gás é umprocesso contínuo realizado a pressão constante. Um suprimento contínuo decombustível e ar é misturado e queimado à medida que escoa através da zona dechama. A chama contínua não toca as paredes da câmara, sendo estabilizada emodelada pela distribuição do fluxo de ar admitido, que também resfria toda acâmara de combustão. O projeto da câmara de combustão deve garantirresfriamento adequado da camisa, combustão completa, estabilidade da chama, ebaixa emissão de monóxido de carbono, fumaça, hidrocarbonetos e óxidos denitrogênio. O volume da câmara de combustão é pequeno em relação à taxa decalor liberada, uma vez que a combustão é realizada a pressões elevadas. Emturbinas aeronáuticas este volume pode ser de apenas 5% do volume necessário emuma caldeira, por exemplo, com a mesma taxa de liberação de calor.O combustor é a primeira parte da chamada seção quente de uma turbina a gás,onde ocorrem as condições mais severas de temperatura e pressão.A temperatura máxima na zona de combustão no interior da câmara está na faixa de1800 a 2000 ºC. Após a combustão completa os produtos da combustão passampara a zona de diluição em que o excesso de ar reduz esta temperatura para osníveis compatíveis com os materiais da turbina (850 a 900 ºC). Deve-se notar queapenas 20 a 35% da massa total de ar é utilizado na combustão, o restante éutilizado para o resfriamento da câmara de combustão. Assim sendo, temos 80 a65% de excesso de ar sendo possível, se desejado, a queima adicional decombustível após a descarga da turbina.Os combustores podem ser internos ou externos. Os combustores internos podemser tubulares, tubo-anulares ou anulares. Internos - mais eficientes, mais compactos (anular), melhor distribuição de temperatura, maior durabilidade; Externos - queima uma ampla faixa de combustíveis, pior distribuição de temperatura, mais adequado para turbinas industriais. __________________________________________________________ Página 32 de 43
  33. 33. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASTurbina a Gás Propriamente Dita - A turbina, 2ª parte da seção quente, é a partemotriz da unidade e a parte da máquina que opera em condições mais severas e emconseqüência a que exige a nossa maior atenção. O gás ao escoar através daturbina perde pressão e temperatura à medida que se expande e transforma a suaenergia em trabalho.As turbinas podem ser do tipo radial (baixas potências) e do tipo axial (mais comumem altas potências). Aproximadamente 2/3 da energia térmica disponível nosprodutos da combustão são para o acionamento do compressor de ar e sistemasauxiliares. O rotor é a parte móvel da turbina e consiste de rodas dinamicamentebalanceadas com palhetas móveis fabricadas em superligas e são fixadas ao discorotativo. Normalmente as palhetas são unidas por uma cinta no seu topo(“shrouded”) formando uma banda no perímetro externo das palhetas que serve parareduzir a vibração das mesmas.As palhetas estão sujeitas a alta velocidade do gás, alta temperatura e esforçoselevados devido ao escoamento dos gases e à força centrífuga gerada pela rotaçãoda máquina. Um exemplo de palhetas de uma turbina à gás é exposto na figura4.2.1. FIGURA 4.2.1 – PALHETAS DA TURBINA À GÁS __________________________________________________________ Página 33 de 43
  34. 34. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS4. 3 - CICLO IDEAL DE BRAYTONO Ciclo Brayton é um ciclo ideal, uma aproximação dos processos térmicos queocorrem nas turbinas a gás, descrevendo variaçõesde estado (pressão e temperatura) dos gases. O conceito é utilizado comobase didática e para análise dos ciclos reais, que se desviam do modelo ideal,devido a limitações tecnológicas e fenômenos de irreversibilidade, como o atrito.O ciclo se constitui de quatro etapas. Primeiramente, o ar em condição ambientepassa pelo compressor, onde ocorre compressão adiabática e isentrópica, comaumento de temperatura e conseqüente aumento de entalpia. Comprimido, o ar édirecionado às câmaras, onde se mistura com o combustível,possibilitando queima e aquecimento, à pressão constante. Ao sair da câmara decombustão, os gases, à alta pressão e temperatura, se expandem conforme passampela turbina, idealmente sem variação de entropia. Na medida em que o fluidoexerce trabalho sobre as palhetas, reduzem-se a pressão e temperatura dos gases,gerando-se potência mecânica. A potência extraída através do eixo da turbina éusada para acionar o compressor e eventualmente para acionar um outra máquina.A quarta etapa não ocorre fisicamente, se tratando de um ciclotermodinâmico aberto. Conceitualmente, esta etapa representa a transferência decalor do fluido para o ambiente.Desta forma, mesmo se tratando de um ciclo aberto, parte da energia provenienteda combustão é rejeitada sob a forma de calor, contido nos gases quentes deescape. A rejeição de calor é um limite físico, intrínseco ao funcionamento de ciclostermodinâmicos, mesmo nos casos ideais, como define a segunda lei datermodinâmica.O esquema do Ciclo de Brayton ideal é mostrado na figura 4.3.1 e os diagramasT x s e P x v na figura 4.3.2 (a) e (b), respectivamente. FIGURA 4.3.1 - ESQUEMA DO CICLO DE UM TURBINA À GÁS (CICLO BRAYTON IDEAL) __________________________________________________________ Página 34 de 43
  35. 35. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS (a) (b) FIGURA 4.3.2 – (a) DIAGRAMA T x s EM UM CICLO BRAYTON (b) ) DIAGRAMA P x v EM UM CICLO BRAYTON4.3.1 - Rendimento do Ciclo Brayton IdealA perda do ciclo ideal pode ser quantificada pela potência provenientedo combustível, descontando-se a potência de acionamento do compressor ea potência líquida. Assim, diminui-se a perda à medida que se reduz a temperaturade escape e se eleva a temperatura de entrada da turbina, o que faz da resistência,a altas temperaturas, das partes da turbina um ponto extremamente crítico natecnologia de construção destes equipamentos.O rendimento é dado por: − =1− =1− é − −1 é =1− −1 = ∴ = = = = = ∴ = −1= −1 1 é =1− =1− __________________________________________________________ Página 35 de 43
  36. 36. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASVemos que o rendimento do ciclo de Brayton padrão é, portanto uma função darelação de pressão isoentrópica.4.3.2 - Funcionamento em Ciclo Aberto de uma Turbina a GásDurante a partida a turbina necessita de um sistema de arranque para pôr ocompressor em funcionamento. Assim que este alcança uma dada velocidade, o aratmosférico é aspirado, comprimido e conduzido à câmara de combustão, onde émisturado ao combustível (líquido ou gasoso).A energia resultante da combustão libera gases quentes que se expandem atravésda turbina, produzindo energia mecânica. A estabilidade da combustão, bem como a temperatura na seção da turbina, podeser mantida através do controle da relação ar/combustível.O ar atmosférico captado pelo compressor é comprimido e direcionado para ocombustor. Após passar pelo combustor a temperatura se eleva devido à queima dogás. Em seguida a mistura é direcionada para o acionamento da turbina, a pressão éreduzida à pressão atmosférica e a temperatura cai.Se uma turbina estiver operando isoladamente (ciclo simples), como nas aeronaves,sua eficiência térmica é baixa, da ordem de 36%, ou seja, cerca de 64% do calorgerado pela queima do combustível é perdido nos gases de exaustão. Poder-se-iaelevar esta eficiência térmica através da elevação de temperaturas e pressões deentrada, porém isto elevaria demasiadamente o custo de construção e manutençãodos equipamentos do processo, inviabilizando o projeto.A figura 4.3.2.1 abaixo apresenta um arranjo típico de uma turbina a gás em cicloaberto, apresentando a distribuição de energia de entrada e saída: FIGURA 4.3.2.1 – CICLO DE BRAYTON ABERTO __________________________________________________________ Página 36 de 43
  37. 37. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS4.3.3 - Funcionamento em Ciclo Fechado de uma Turbina a GásOs gases de escape saindo da turbina e sendo diretamente excluídos de forma nãoreciclada, fazem com que o ciclo deva ser classificado como um ciclo aberto.No ciclo fechado, os processos de compressão e expansão continuam os mesmos,no entanto o processo de combustão é substituído por processos de troca de calor,para aproveitamento de parte da energia perdida no ciclo em forma de calor. Oarranjo físico de uma turbina á gás operando em ciclo fechado é apresento na figura4.3.3.1 abaixo. FIGURA 4.3.3.1 – CICLO DE BRAYTON FECHADO.Resumidamento, o ciclo de Brayton fechado utiliza o calor perdido para gerar maistrabalho. Para se construir o ciclo Brayton fechado é necessário que a câmara decombustão seja removida e que o caminho do fluído de trabalho seja quase queintegralmente refeito. Um trocador de calor deve ser acrescentado ao sistema. Afinalidade deste equipamento é preservar uma parte do calor gerado dentro docircuito, visando manter as temperaturas de operação do ciclo em valores altos demaneira a tirar vantagens da boa eficiência de conversão do ciclo Brayton operandoem altas temperaturas. O esquema do ciclo Brayton fechado com trocador de calor éexposto na figura 4.3.3.2. __________________________________________________________ Página 37 de 43
  38. 38. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS FIGURA 4.3.3.2 – CICLO DE BRAYTON FECHADO COM TROCADOR DE CALOR4.4 - CICLO BRAYTON COM REGENERAÇÃONos motores de turbina a gás, a temperatura dos gases de escapesaindo da turbina é geralmente muito maior do que a temperatura do ardeixando o compressor. Portanto, o ar de alta pressão deixando ocompressor pode ser aquecido pela transferência de calor dos gases de escapequente em um trocador de calor contra-corrente, que é conhecidotambém como regenerador ou recuperador. A figura 4.4.1 abaixo apresentada oesquema do ciclo Brayton com Regeneração. FIGURA 4.4.1 - ESQUEMA DO CICLO DE BRAYTON SIMPLES COM REGENERADORO regenerador, por sua vez, reduz os requisitos de entrada de calor (e, portanto,combustível) para a saída de um mesmo trabalho líquido. A utilização de umregenerador é recomendada somente quando a temperatura da turbina de escape ésuperior à temperatura de saída do compressor. Caso contrário, o fluxo de calor nosentido inverso (para os gases de escape) reduzir a eficiência. Esta relação éencontrada em motores de turbina a gás operando com taxas de alta pressão.É claro que um regenerador com uma maior eficiência vai economizar uma grandequantidade de combustível desde que o ar seja pré-aquecido a uma temperaturamais elevada antes da combustão. No entanto, alcançar uma maior eficiência requero uso de um regenerador maior, o que implica um preço mais alto provoca e umaqueda maior da pressão. Assim, a utilização de um recuperador de eficiência muito __________________________________________________________ Página 38 de 43
  39. 39. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASeficiente não pode ser economicamente justificada, a menos que a poupança decombustível exceder os custos adicionais envolvidos. A maioria dos regeneradores éusada na prática a eficiência inferior a 0,85. Portanto a eficiência térmica de um ciclode Brayton com regeneração depende da relação entre as temperaturas mínima emáxima e da relação entre as pressões mínima e máxima. A figura 4.4.2 demonstraos diagramas do ciclo regenerativo ideal: FIGURA 4.4.2 – DIAGRAMAS P x v E T x s DO CICLO DE BRAYTON COM REGENERAÇÃO IDEAL.O rendimento deste ciclo é obtido como segue: − = = = − = −Para o regenerador ideal, = ·, e portanto = , logo: =1−Num regenerador real que deve operar com uma diferença de temperatura, , atemperatura real do gás que deixa o regenerador é menor do que ´ . A eficiência doregenerador é definida por: ℎ −ℎ = ℎ ´−ℎ __________________________________________________________ Página 39 de 43
  40. 40. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS4.5 - O CICLO IDEAL DA TURBINA A GÁS, USANDO COMPRESSÃO EMVÁRIOS ESTÁGIOS COM RESFRIAMENTO, EXPANSÃO EM VÁRIOS ESTÁGIOSCOM REAQUECIMENTO E REGENERADOR.Uma aproximação do ciclo de Brayton com a idealidade se dá na utilização domesmo com o uso de compressão em vários estágios, com resfriamentointermediário entre os estágios, expansão em vários estágios, com reaquecimentoentre os estágios, e um regenerador. A figura 4.5.1 mostra um ciclo com doisestágios de compressão e dois estágios de expansão. O ciclo padrão de ar émostrado no diagrama T x s da figura 4.5.2 correspondente. Pode-se mostrar que,para este ciclo, se obtém o máximo rendimento quando são mantidas iguais asrelações de pressão através dos dois compressores e das duas turbinas.FIGURA 4.5.1 – CICLO IDEAL DA TURBINA A GÁS, UTILIZANDO RESFRIAMENTO INTERMEDIÁRIO, REAQUECIMENTO E UM REGENERADOR.FIGURA 4.5.2 – DIAGRAMA T x s DO CICLO IDEAL DA TURBINA A GÁS, UTILIZANDO RESFRIAMENTO INTERMEDIÁRIO, REAQUECIMENTO E UM REGENERADOR. __________________________________________________________ Página 40 de 43
  41. 41. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICAS5 - CONCLUSÕESCom este trabalho foi possível entender os principais ciclos de potência de máquinastérmicas. Tal estudo é de grande importância para a engenharia elétrica, pois amaior parte da energia elétrica gerada no mundo é proveniente de centraistermoelétricas.Foi possível também analisar as características de cada tipo de máquina aqui estudae suas aplicações. Foi visto que as máquinas que tem o funcionamento baseado nosciclos de Otto e a Diesel são utilizadas para geração de baixas potências, indo destea alimentação de automóveis até o atendimento de pequenas localidades com baixademanda, como um hospital ou uma.O ciclo Rankine, por sua vez, explica o funcionamento de plantas de geração àvapor e o ciclo Brayton é utilizado para estudar o funcionamento de turbinasestacionárias, utilizadas na Co-geração de energia elétrica, e também as turbinasutilizadas na propulsão de aeronaves.Muitos estudos sobre o aperfeiçoamento destas máquinas, no que diz respeito aoaumento de seus rendimentos, ainda precisam ser desenvolvidos, estes estudosvisam a diminuição de custos e principalmente uma redução na utilização decombustíveis e conseqüentemente menor emissão de gases poluentes naatmosfera. __________________________________________________________ Página 41 de 43
  42. 42. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASApêndice A - Definições BásicasCalor – é a forma de energia transferida entre dois sistemas em virtude da diferençade temperatura entre eles.Ciclo – quando um sistema parte de um estado inicial passa por diversastransformações e retorna ao mesmo estado inicial, i. e, quando o estado inicial éidêntico ao estado final após as transformações sofridas.Energia – é a capacidade de produzir trabalho. O estado de um sistema pode sertransformado pela adição ou extração de energia.Calor e trabalho são diferentes formas de energia em trânsito, não são contidos emnenhum sistema.Entropia – a entropia indica o grau de desorganização do universo. Fazconsiderações sobre o grau de liberdade das moléculas (átomos).Estado – o estado de um sistema é a sua condição a qual é definida por suaspropriedades.Grandeza específica – é quando a grandeza é relacionada à unidade de massa.Processo – é uma transformação ou série de transformações no estado do sistema. Processo Reversível – um processo é reversível se o sistema e sua vizinhança podem ser reconduzidos aos seus estados iniciais pela reversão do processo. Um processo reversível em uma máquina com escoamento somente é possível quando há ausência de atrito no fluído e transferência de calor com diferenças de temperatura com degraus muito pequenos. Por ser um processo ideal somente serve como referência na comparação com processos reais equivalentes. Processo irreversível – No irreversível o estado inicial não é atingido pela reversão do processo. Como sempre há atrito e as diferenças de temperatura são finitas todos os processos reais são irreversíveis. Processo Adiabático – Quando não há transferência de calor entre o sistema e a vizinhança durante o processo.Sistema – um conjunto arbitrário de matéria tendo uma fixada identidade. fora do sistema têm-se a vizinhança a interface entre sistema/vizinhança chama-se fronteira Sistema fechado – quantidade fixada de matéria – não há fluxo de matéria – há troca de calor e trabalho; a fronteira pode mudar. Sistema aberto – há um fluxo contínuo de matéria através das fronteiras – volume de controle (superfície de controle). A quantidade da matéria ocupando o volume de controle varia com o tempo.Temperatura – É a medida do potencial térmico do sistema. Identifica, portanto, oestado do sistema.Trabalho – É aquilo que o sistema transfere à sua vizinhança quando suasfronteiras são deslocadas pela ação de uma força. __________________________________________________________ Página 42 de 43
  43. 43. TRABALHO DE MÁQUINAS TÉRMICASBIBLIOGRAFIAVan Wylen, G. J. Fundamentos da Termodinâmica Clássica, Editora Edgard Blücher Ltda,1973.Professora Dra. Ana Marcia Pereira Neto “Termodinâmica Aplicada”, UFABC.Professor Luis Calor Martinelle Jr “Máquinas Térmicas”, Unijui.Apostila de Motores a Combustão Interna, Unijui.Giancarlo Cerutti Panosso Métodos de Simulação para Ciclos de Rankine, Dissertação paraobtenção do Título de Mestre em Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul,2003.Diogo Quental - Fátima Guzmán - Leonardo Santana - Marcus Lins - Mário Márcio de FariaZacarias Filho Máquinas Térmicas, Trabalho de Conclusão de Curso, UFRJ.Linkswww.mspc.eng.br/termo/termod0530.shtmlwww.pantanalenergia.com.brhttp://redenacionaldecombustao.org/escoladecombustao/arquivos/EDC2009/combustao/comb_capitulo_5.pdfhttp://www.worldlingo.com//ma/enwiki/pt/Brayton_cyclehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Máquina_térmicahttp://www.infoescola.com/fisica/maquina-termica/http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=576&ordem=2http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Rankine#Ciclo_Rankine_com_reaquecimentohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Rankine#Ciclo_Rankine_com_reaquecimentohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_dieselhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_a_dois_temposhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Otto __________________________________________________________ Página 43 de 43

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