O que é eficiência volumétrica

Escrito por juan ramirez | Traduzido por leandro yung
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O que é eficiência volumétrica
Como calcular eficiencia volumétrica (NA/Photos.com/Getty Images)

A eficiência volumétrica é uma forma de medição da eficiência, mais frequentemente usada como referência a motores de combustão e de bombas hidráulicas. Embora o conceito básico de fluxo volumétrico para motores de combustão e bombas hidráulicas seja praticamente o mesmo, os detalhes são diferentes o suficiente para justificar uma análise mais aprofundada. Este artigo irá tentar delinear essas diferenças, mostrar como a eficiência volumétrica é determinada para os dois tipos de mecanismos e discutir os processos pelos quais a eficiência volumétrica pode ser alterada.

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Eficiência volumétrica em motores de combustão

No que diz respeito a motores de combustão, a eficiência volumétrica é definida como a razão entre o volume da substância de trabalho realmente admitido, medido a uma temperatura e pressão especificados, e o volume completo deslocado do pistão. Com motores ou compressores de gás, a Access Science define eficiência volumétrica como sendo a razão do volume da substância de trabalho admitido, medidos à temperatura e pressão especificado, para o volume completo de deslocamento do pistão. Com os motores de combustível líquido (por exemplo, motores diesel), a eficiência volumétrica é a razão entre o volume de ar aspirado para dentro de um cilindro e o deslocamento do pistão. Para um motor a gás combustível, a eficiência volumétrica é determinada com a carga de combustível e de ar aspirado para dentro do cilindro.

Fórmula para eficiência volumétrica em motores de combustão

A fórmula para determinar a eficiência volumétrica de um motor de combustão típica é multiplicar 3456 pela taxa de fluxo de ar do motor (medido em pés cúbicos por minuto) e, depois, dividir o resultado pelo valor obtido multiplicando o tamanho do motor, de deslocamento ou de volume (medidos em polegadas cúbicas) pela velocidade do motor (medida em rotações por minuto). Por uma questão de clareza, a fórmula para a eficiência volumétrica de um motor de combustão fica assim: 3.456 x pés cúbicos por minuto/polegadas cúbicas de deslocamento x rotações por minuto.

Eficiência volumétrica em Bombas Hidráulicas

Em termos de bombas hidráulicas, a eficiência volumétrica refere-se à porcentagem de fluxo de líquido real para fora da bomba contrastado com o fluxo para fora da bomba menos as fugas (ou vazamento). Como por exemplo, se o fluxo a partir de uma bomba de 100 cc é de 45 cc, a eficiência volumétrica da bomba para que nessa altura será de 45 por cento. A eficiência volumétrica varia, em conjunto com a pressão e velocidade com que uma bomba é operada. Devido a isso, quando se compara a eficiência volumétrica, a velocidade e pressão informação deve ser disponibilizada. A fórmula então para determinar a eficiência volumétrica de uma bomba hidráulica é dividir a saída real da bomba pela saída teórica da bomba, a uma dada velocidade e pressão. O valor resultante será calculado como uma porcentagem.

Como eficiência volumétrica pode ser alterada de um motor de combustão

Desde que os motores com maior eficiência volumétrica são mais capazes de lidar com velocidades mais altas e produzir mais energia em geral (como resultado da menor perda de potência devido ao ar entrando e saindo do motor), há grande interesse em ser capaz de alterar ou melhorar volumétrica a eficiência de máquinas a combustão. A forma mais comum e eficaz para melhorar a eficiência volumétrica de um motor é o de aumentar o tamanho ou número de válvulas no motor. Enquanto válvulas maiores aumentam o fluxo, eles podem ter o efeito negativo de fazer o motor a pesar mais. Usando múltiplas válvulas pode aumentar o fluxo de um motor sem afetar adversamente o peso. Por portas de facilitação, uma técnica conhecida como "portabilidade", pode-se aumentar a capacidade de fluxo e, por representação, o rendimento volumétrico do motor.

Sobrealimentação

Sobrealimentação é o processo de introdução de ar para a combustão no cilindro de um motor de combustão interna, a uma pressão superior à que pode ser obtido por aspiração natural. Os compressores são acionados mecanicamente por correias, engrenagens, eixos, ou correntes ligadas ao virabrequim do motor. Os dois tipos principais de compressor são compressores de deslocamento positivo e dinâmico. Compressores de deslocamento positivo fornecem um nível constante de impulso independentemente da velocidade do motor, enquanto que os compressores dinâmicos fornecem crescente impulso com a crescente velocidade do motor.

Turbocompressor

Um turbocompressor é um compressor de turbina de propulsão impulsionado pela pressão dos gases de escape do motor. Tal como acontece com qualquer outro tipo de compressor, o objetivo de um turbocompressor é aumentar a eficiência volumétrica através da indução forçada. Ele é composto de uma bomba de ventoinha radial, que é impelido pelos gases de escape do motor.

Com um turbocompressor, o calor de escape é transformado em energia, impelindo o compressor e comprimindo o ar circundante e, em seguida, enviando o ar comprimido para o coletor de admissão de ar do motor, a uma pressão aumentada. Isso resulta em um aumento da massa de ar que entra nos cilindros.

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