Qual é a velocidade dos gases de escape de um motor de CI?

Toma um carro com um motor de 2 litros e o diâmetro do tubo de escape único na traseira é de 6 cm. O motor pode fazer uma rotação máxima de 7.000 rpm. (assumir)

Aqui estão os cálculos:

A 7.000 rpm o motor roda 116,7 vezes por segundo.

Cada cilindro está a deslocar os gases de escape no sistema uma vez em duas rotações (motor a 4 tempos) .

Por isso, o motor está a emitir 2 litros de gases de escape 58,35 vezes por segundo. Isto é um volume total de 116,7 litros por segundo.

A área da secção transversal da extremidade do tubo de escape é pi*(r*r), que é de 28,3 centímetros quadrados. Para conter 1 litro de ar, um cilindro com essa área da seção transversal precisaria ter 35,33 cm de comprimento. (Volume = Área da secção transversal x Comprimento ; portanto, L = V/A ; V = 1000 cm cúbicos. [1L] )

Para deslocar 1 L de gás por segundo, o gás teria que fluir a 35,33 cm por segundo através do exaustor.

Assim, pelo método unitário, podemos calcular a velocidade necessária para deslocar 116,7 litros por segundo. O gás teria de percorrer o tubo de escape a 41,31 metros por segundo.

Convertendo isto para medidas padrão, obtemos 91 milhas por hora, ou 148 quilómetros por hora!

PS. Note que o deslocamento do motor afeta muito as velocidades de escape. Deslocamentos maiores dão velocidades de escape de até 250 mph!