O que é Ciclo Dual?

Essa postagem surgiu do contato do leitor Maicon acerca do Ciclo Dual!

Perguntas: Qual é o melhor entendimento para este tipo de ciclo, já que as literaturas normalmente dizem que ele é apenas um ciclo que pode representar melhor as variações de pressão do que o ciclo Otto e o ciclo Diesel, como isso se explica? Ele é uma descrição mais objetiva dos ciclos Otto e Diesel? A seguir, um resumo das informações que consegui coletar visando explicar da melhor maneira possível! Entretanto, sugiro que os leitores que tiverem mais informações comentem abaixo!

O ciclo Misto, Dual ou Ciclo de Sabathé, representado pela figura abaixo, é um compromisso entre ambos os ciclos e o que melhor descreve a operação dos motores diesel de alta rotação. Neste ciclo a combustão ocorre em duas fases, com parte do calor sendo fornecida a volume constante e o restante sendo fornecido à pressão constante.

Figura 1: diagrama pV

O ciclo duplo consiste seguintes operações:

1. 1-2 compressão adiabática

2. 2-3 adição de calor a volume constante.

3. 3-4 adição de calor a uma pressão constante.

4. 4-5 expansão adiabática.

5. 5-1 Rejeição de calor a volume constante.

O ciclo de combustão dupla (também conhecida como ciclo Trinkler) é um ciclo térmico que é uma combinação do ciclo Otto e o ciclo Diesel, introduzido pela primeira vez, pelo engenheiro russo-alemão Gustav Trinkler. O calor é adicionado, em parte em volume constante e, em parte, a uma pressão constante, a vantagem desse processo é mais tempo disponível para o combustível queimar completamente. Devido às características do combustível este ciclo é invariavelmente usado para motores de ignição de diesel à quente.

No ciclo Otto o processo de combustão ocorre a volume constante, enquanto que o ciclo Diesel representa a combustão ocorrendo à pressão constante. No entanto, na prática estes dois ciclos não representam o ciclo de funcionamento real do motor. No ciclo Otto a combustão a volume constante pressupõe uma combustão instantânea.

Resolvido: Uma tábua uniforme de 50 N suporta duas crianças, que pesam 500 N e 400 N, respectivamente

Uma tábua uniforme de 50 N suporta duas crianças, que pesam 500 N e 400 N, respectivamente, conforme a figura. Estando o suporte da gangorra sob o centro de gravidade da tábua e a criança de 500 N a 1,2 m do centro, determine:

a) a força para cima, em Newton, exercida pelo suporte sobre a tábua;

b) onde a criança de 400 N deve sentar-se, a fim de equilibrar o sistema.

Resolução do exercício:

Lembrar sempre de observar a figura, pois dessa forma fica mais fácil de visualizar o problema!

a) O somatório das forças na direção y deverá ser igual a zero, ou seja, ΣFy = 0 

Sendo assim, considerar a força P(N) na direção y (para baixo) que tem como valor 50N igual a zero:

N − P(A) − P(N) − P(B) = 0

N − 500 − 0 − 400 = 0

N − 900 = 0

N = 900N

b) Para que o sistema fique em equilíbrio, o somatório dos momentos deverá ser igual a zero, ou seja, ΣMo =  0. 

Considerando como centro de equilíbrio o ponto em que o suporte da gangorra está apoiado (centro de gravidade da tábua), os momentos das duas crianças serão:

M = F * d

 M(A) = 500 * 1,2

M(A) = 600Nm

&

M(B) = − 400 * x

Aplicando o equilíbrio do sistema, teremos:

ΣMo = 0

(600) − (400 * x) = 0

400 * x = 600

x = 600 / 400

x = 1,5m