Problemas Resueltos Motores de Combustion Interna
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UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA INGENIERIA MECANICA - ELECTROMECANICA Datos: i 4 KW 1000W P 1 1bar VH 3L T 1 293K r k 7 k 1. Na 150KW n 5000rpm TH 30% v 80% m 80% a) El porcentaje de volumen de la cámara de combustión [%] r k 1 c c c 1 r k 1 c 16.667 % b) La presión y la temperatura al final de la compresión P 2 P 1 r k k P 2 1.525 10 6 Pa T 2 T 1 r k k1 T 2 638.127 K c) El rendimiento al freno si k=1.4 m THb TH THb m TH THb 24% d) El volumen de aire utilizado Vh VH 4 Vh 750cm 3 Vc Vh r k 1 Vc 125cm 3 V1 Vc Vh V1 875cm 3 e) El torque al freno Na 2 n Na 2 n Na 2 n 45.595 Nm f) Presión media al freno t 4 Pme Na t Vh n i Pme 3.82 10 5 Pa g) La potencia indicada m Na Ni Ni Na m Ni 187.5 kW
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UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIAINGENIERIA MECANICA - ELECTROMECANICA
Datos:
a) El porcentaje de volumen de la cmara de combustin [%]
b) La presin y la temperatura al final de la compresin
c) El rendimiento al freno si k=1.4
d) El volumen de aire utilizado
e) El torque al freno
f) Presin media al freno
g) La potencia indicada
Datos:
a) La relacin de compresin y porcentaje de cmara de combustin
b) El grado de admisin de combustibleAsumimos el grado de cierre de admisin de
de esta manera tenemos que la fraccin de cierre de admisinPero
y
Simplificando despejamos el valor de la relacin de cierre
c) La relacin de expansin y el rendimiento trmico
d) Potencia efectiva al freno, consumo de combustible en l/hr Si tenemos
y
si asumimos una relacin de compresin de
con el dato de la densidad se tiene
la potencia al freno ser
Tenemos que la masa que se introduce a la mezcla es de
El volumen total ser
la Cilindrada ser
La presion media efectiva sera
El calor aadido sera
Datos:NISSAN PATROL MOD. 96
a) Las temperaturas, presiones y volmenes en cada punto del ciclo Proceso de 1-2:
Proceso de 2-3:
Proceso 3-4:
b) El porcentaje de espacio muerto en la cmara de combustin
c) El rendimiento trmico y la presin media efectiva
La presin media efectiva ser
Datos:
a) La eficiencia al freno, la eficiencia indicada
si
El rendimiento al freno ser:
El rendimiento indicado es:
b) El rendimiento al freno, el rendimiento indicado para una eficiencia del ciclo ideal de 53.3 %
Datos:
Calcule:a) El porcentaje de espacio
b) La presin y temperatura al final de la compresin
c) El rendimiento al freno
Asumimos un Rac de 15 tenemos:
d) La masa de aire aspirada
Datos:
a) La cilindrada unitaria y total
b) El rendimiento efectivo
c) La masa de aire que entra al motor
d) La potencia perdida en el rozamiento si el rendimiento mecnico es el 70%
e) La presin media al freno
f) La relacin aire combustible
1.- Un motor tiene 4 cilindros y una cilindrada de 1600 cc y funciona a 4500 rpm, en el cilindro Se ve que hay una relacin dimetro carrera de 1.2 presentando un volumen de cmara de Combustin de 64 cc y una longitud de biela de 180 mm, el dimetro de la vlvula es de 50 mm, su levantamiento 12 mm y el ngulo de inclinacin de 45. El poder calorfico que uti- liza el combustible es 33200 KJ/lit. y su densidad 0.75 kg/lit., el exceso o defecto de aire es 1.18 con un RAC de 15 [kga/kgc]. Calcule la potencia del motor asi mismo el consumo de combustible?.Datos:
a) Calcule la potencia del motor
Para motores Otto
Asumimos
Sabemos que la presin y temperatura a nivel del mar es:
Calculamos la densidad del aire:
Calculo del rendimiento volumtrico:
Por tanto hallamos los datos que nos faltaCilindrada unitaria:
Relacin de compresin:
Dimetro y carrera del cilindro:
rea del pistn:
rea de la Vlvula:
Velocidad mxima del pistn:
El radio del cigeal es:
La velocidad de admisin ser:
La velocidad de admisin debe estar entre ( 50 - 130) m/spara :
asumimos
reemplazando tenemos:
Asumimos:
para motores Otto
Calculamos el rendimiento volumtrico:
Finalmente calculamos la potencia del motor:
b) Calculo del consumo de combustible
4. Un motor usado tiene 4 cilindros y una cilindrada de 2000cc y funciona a 5500rpm, en el cilin- dro se ve que hay una relacin dimetro carrera de 1.2 presentando un volumen de cmara de combustin de 75cc y una longitud de biela de 200mm, utiliza gasolina como combustible y se quiere que trabaje con un exceso de aire del 15%. Calcule el consumo de combustible?.Datos:
Con exceso de aire del 15%
a) Calcular el consumo de combustible
............(1)
...........(2)Asumiendo valores tenemos:
1 .-
Datos
a ) Calcular los parmetros tcnicos del motor en cada punto
pero D=1.14s
entonces el dimetro ser
Calculamos el rendimiento volumtricoDatos a nivel del mar
Asumimos
Calculamos el valor de la velocidad de admisin
Donde :
La velocidad mxima ser dada de acuerdo a la expresin
tenemos que la velocidad angular es la velocidad del motor
el radio del cigeal esta dado por
la velocidad mxima del pistn ser
los datos a nivel del mar y para motor otto son
el rendimiento volumtrico ser
se tiene un rendimiento efectivo de
para 4T
El momento torsor sera
Densidad y temperatura de los gases residuales
para motores Otto
La temperatura de admisin ser
PROCESO DE COMPRESION
donde
para Otto
PROCESO DE COMBUSTION
el rendimiento de combustible
y el calor a volumen constante
PROCESO DE EXPANSION
para Otto
Consumo especifico de combustible
2 .-Datos
Calculamos la Potenciapara motores Diesel
El consumo de combustible sera de
El torque sera de la sioguiente manera
3 .-para el gas natural se tienePor lo tanto procedemos a calcular el poder calorifico .Si el GLP tiene una composicion de
Balance C
H
Calculamos la relacin aire combustible
con defecto del 30%
Calculo de los valores de a y b
C
O
Resolviendo el sistema de ecuaciones se tiene
de modo que tenemos la contaminacin de CO de la siguiente forma
CON GAS NATURAL SE TIENE
Balance C
H
Calculamos la relacin aire combustible
con defecto del 30%
Calculo de los valores de a y b
C
O
Resolviendo el sistema de ecuaciones se tiene
de modo que tenemos la contaminacin de CO de la siguiente forma
