Ciclo Lenoir

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O ciclo de Lenoir foi um ciclo termodinâmico idealizado usado para modelar o motor a pulso jato. Ele é baseado na operação do motor patenteado por Étienne Lenoir em 1860Este motor foi considerado como o primeiro motor de combustão interna comercialmente fabricado. A ausência de um processo de compressão no projeto leva-o a melhor eficiência térmica a baixas temperaturas comparado ao motores baseados no ciclo Otto ou ciclo Diesel.

O Ciclo[editar | editar código-fonte]

Um ciclo ideal de Lenoir com um gás ideal passa por:

  • 1 -> 2: Adição de calor a volume constante , (Transferência de Calor Quente, H = Hot)
  • 2 -> 3: Expansão Adiabática
  • 3 -> 1: Rejeição de calor a pressão constante, (Transferência de Calor Frio, C = Cold)
Diagrama Pressão x Volume do ciclo térmico de Lenoir.

De acordo com o ciclo, o pistão inicial (1), quando há adição de calor ocorre um aumento de pressão a volume constante, (2); Do ponto (2) para o (3) ocorre uma expansão e de (3) para (1) o calor é liberado a pressão constante.

O processo de expansão (2) para (3) é um processo Adiabático e consequentemente não envolve troca de calor. A energia é absorvida em forma de calor durante o aquecimento em volume constante e fornecida como trabalho durante a expansão. O calor restante não é aproveitado e é perdido durante o processo de resfriamento a pressão constante.

Para o calculo da eficiência do ciclo de Lenoir devemos levar em consideração que:

, [1]

sendo a eficiência de Lenoir, temos que o trabalho realizado é a área do ciclo, sendo , que nos leva a equação de eficiência,

, [2]

Adição de calor a volume constante (1-2)[editar | editar código-fonte]

Na versão com gás ideal do ciclo de Lenoir tradicional, o primeiro estágio (1-2} envolve a adição de calor de modo que o volume seja constante. Este processo se baseia na primeira lei da termodinâmica:

,[3]

Não existe trabalho durante este processo porque o volume se mantém constante:

,[4]

e da definição de calores específicos de volume constante para um gás ideal:

,[5]

Onde R é a constante dos gases ideais e γ é a relação dos calores específicos (aproximadamente 287 J (kg•K) e 1.4 para o ar respectivamente). A pressão após a adição de calor pode ser calculada a partir da lei dos gases ideais:

, [6]

Expansão Adiabática(2-3)[editar | editar código-fonte]

A segunda etapa(2-3) envolve uma expansão adiabática reversível do fluido de volta para sua pressão original. Pode-se determinar que, para um processo Adiabático, a aplicação da segunda lei da termodinâmica resulta no seguinte:

e , [7]

então,

, [8]

nos temos que:

[9]

e

, [10]

Onde para esse ciclo específico. A primeira lei da termodinâmica resulta na seguinte equação a seguir para esse processo de expansão:

, [11]

porque para um processo adiabático:

, [12]

Perda de calor a pressão constante (3-1)[editar | editar código-fonte]

A fase final (3-1) envolve uma perda de calor a pressão constante, voltando ao estado original. Da primeira lei da termodinâmica, temos:

, [13],

concomitantemente, podemos definir também que

, [14]

da definição de calor específico a pressão constante para um gás ideal:

., [15]

Da definição de trabalho:

., [16]

Eficiência do Ciclo de Lenoir[editar | editar código-fonte]

,[17]

relacionando a equação [17] com as equações [3] e [14], obtemos:

, [18]

como se sabe

, [19]

entao:

, [20]

em função da temperatura, ou

, [21]

em função do volume.


Ligações externas[editar | editar código-fonte]

[1] Gás Power Cycles, Lenoir Cycle.

[2] Ferguson and Kirkpatrick, “Internal Combustion Engines”, 2nd Ed.,  John Wiley & Sons New York, 2001

[3] HALLIDAY, D; RESNICK, R; WALKER, J; Fundamentos de Física, LTC, 7ed, 2006, (Volume 2)


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  1. Prof. Sundararajan; Prof. J.M . Mallikarjuna, T; J.M (21 de novembro de 2006). «Lenoir Cycle - Gás Power Cycles» (PDF). Indian Institute of Technology Madras. Consultado em 17 de fevereiro de 2017 
  2. Ferguson and Kirkpatrick, “Internal Combustion Engines”, 2nd Ed.,  John Wiley & Sons New York, 2001
  3. HALLIDAY, D. Fundamentos de Física. [S.l.]: LTC, 2006. Página visitada em 18 de fevereiro de 2017.