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Título: Modelo de acoplamento dinâmico–termodinâmico padrão a ar de tempo finito de adição de calor de motor Otto
Título(s) alternativo(s): Dynamic–thermodynamic air standard finite time heat addition coupling model of Otto cycle
Autor(es): Moreira, Filipe Macedo
Orientador(es): Naaktgeboren, Christian
Palavras-chave: Motores de combustão interna
Motores
Engenharia mecânica
Internal combustion engines
Motors
Mechanical engineering
Data do documento: 1-Jul-2019
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Guarapuava
Citação: MOREIRA, Filipe Macedo. Modelo de acoplamento dinâmico–termodinâmico padrão a ar de tempo finito de adição de calor de motor Otto. 2019. 87 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Guarapuava, 2019.
Resumo: Existem muitos métodos de modelagem de motores a ciclo Otto, com diferentes níveis de detalhe. O ciclo Otto padrão a ar é extremamente simples, mas não apresenta boa acurácia; os modelos de padrão ar-combustível são mais complexos, cujos ganhos limitam-se a melhores estimativas das propriedades calóricas da mistura e consequentemente a uma pequena melhora na estimativa do trabalho realizado pela mistura. Para que se encontre o trabalho realizado pelo motor, fez-se necessário incorporar a modelagem dinâmica do mecanismo pistão–biela–manivela–volante a um modelo termodinâmico. Diante disso, este trabalho buscou estender o ciclo Otto com tempo finito de adição de calor, que descarta apenas a hipótese de adição de calor isocórica do modelo ideal, para então acoplar um modelo dinâmico que trata a biela como um par de massas concentradas, ligadas por um corpo rígido sem massa, e os demais componentes como corpos rígidos, para encontrar, entre outras características, as projeções em torque instantâneo atuante no virabrequim, bem como a resultante variação de velocidade angular e potência do motor.
Abstract: There are many ways of modeling Otto engines with different detail levels. The air-standard Otto cycle is extremely simple, but does not promote good accuracy; the air-fuel cycles are more complex, but their achievements are better caloric properties estimate for the mixture and therefore a small accuracy increase for the work done by the mixture. For the work done by the motor to be found, it is necessary to incorporate a dynamical modeling of the mechanism piston–rod–crankshaft–flywheel to a thermodynamical model. For that, this work proposes to extend the Finite Time Heat Addition Otto cycle model, that only drops the hypothesis of isochoric heat Addition from ideal cycle, so one can couple a dynamic model which treats the rod as a pair of concentrated of masses, tied by a rigid massless body, and the other components as rigid bodies and so, obtain instantaneous torque acting in the crankshaft, angular speed variation, motor power, as other characteristics.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/11814
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