UNIVERSIDAD AUTONOMA TOMAS FRIAS

FACULTASD DE INGENIERIA TECNOLOGICAIngeniera MECANICAPROYECTO DE MAQUINAS TERMODINAMICAS II DOCENTE: Ing. MERARDO PACO AGUILAR UNIVERCITARIO: Fernando coronado mamani POTOSI BOLIVIAPROYECTO DE MAQUINAS TERMODINAMICAS IIMOTOR DIESELEl motor disel es un motor trmico de combustin interna alternativo en el cual el encendido del combustible se logra por la temperatura elevada que produce la compresin del aire en el interior del cilindro, segn el principio del ciclo del disel. Tambin llamado motor de combustin interna, a diferencia del motor de explosin interna comnmente conocido como motor de gasolina.Un motor disel funciona mediante la ignicin (encendido) del combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presin en una cmara (o precmara, en el caso de inyeccin indirecta) de combustin que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustin, sin necesidad de chispa como en los motores de gasolina. sta es la llamada autoinflamacin .La temperatura que inicia la combustin procede de la elevacin de la presin que se produce en el segundo tiempo del motor, la compresin. El combustible se inyecta en la parte superior de la cmara de combustin a gran presin desde unos orificios muy pequeos que presenta el inyector de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presin (entre 700 y 900C). Como resultado, la mezcla se inflama muy rpidamente. Esta combustin ocasiona que el gas contenido en la cmara se expanda, impulsando el pistn hacia abajo.inyector "common rail" de mando electrohidrulico.Esta expansin, al revs de lo que ocurre con el motor de gasolina, se hace a presin constante ya que contina durante la carrera de trabajo o de expansin. La biela transmite este movimiento al cigeal, al que hace girar, transformando el movimiento rectilneo alternativo del pistn en un movimiento de rotacin.Para que se produzca la autoinflamacin es necesario alcanzar la temperatura de inflamacin espontnea del gasleo. En fro es necesario pre-calentar el gasleo o emplear combustibles ms pesados que los empleados en el motor de gasolina, emplendose la fraccin de destilacin del petrleo fluctuando entre los 220C y 350C, que recibe la denominacin de gasleo o gasoil en ingls.

FICHA TECNICAF100

Calcular a 3900 msnm a Thm = 18oC = 291oK = TohCoeficiente de presin

Presin en La altura

Calculo de la cilindrada

Volumen de la cmara de combustin

Espacio muerto

Presin despus del sobrealimentador K= 1.45 asumimos

Inter enfriador o intercooler 50 a 100 oCooK asumimos 60o

Porcentaje del volumen muerto

Masa de aire que ingresa Al cilindro

Masa del combustible

Masa del sistema

Relacin aire combustible

Masa total que ingresa

Calculo de valores en el punto 2

Proceso 2-3

Proceso 3-4MD=42MJ/kg=101217kcal/kg

Relacin de expansin

Proceso4-5

Calculo del trabajo total

Calculo del rendimiento termico

Rendimiento indicado efectivo

Talba 5.1 de G. PANKRATOV

TIPO DE MOTORRENDIMIENTOINDICADORENDIMIENTO EFECTIVOGASTO ESPECIFICO INDICADO DE Comb. Bi(g/kwH)GASTO ESPECIFICO DE Comb:Be(g/kwh)

MOTOR DIECEL0.45...0.520.35..0.451.60.200190.240

Gasto especifico indicado del combustible

Calculo trmico del cicloTrabaja a 4000msnm a una tamb=16oC=289oKPstd=1.033kg/cm2To=20oC=293oKCalculo del coeficiente local de temperatura

Calculo de las presiones en la altura con R = 29.3 kgm/kgoK

Calculo del volumen del cilindro

Calculo de la potencia bruta

Trabaja a 4000msnm tomamos80%=0.8

Calculo de rpm a 4000msnm

Calculo del trabajo que realiza

trabajo para un cilindro

Calculo de la temperatura la salida del sobrealimentador

De tablasd coeficiente de exeso de aire

0.85 a 0.9 para mxima potencia requerida de 5 y mas Para la rotacin de compresin para la sobrealimentacin o a la salida del turbocompresor

La temperatura al a salida del turbo compresor

Rango de enfriamiento en el intercooler

Temperatura a la entrada del cilindro

Volumen de la cmara de combustin

En parmetros de ciclos reales MD 15.22

Calculo de la presin al final de la admisin 0-1

Tenemos un intercooler: de tablas

TIPO DE MOTORP11 PARA DOS VALVULASP11 PARA CUATRO VALVULAS

MOTORINTERCOOLERP11=(0.04...0.05)P11=(0.040.05)

Se debe resta de 0.04bar=0.0456kg/cm2

Calculo de la temperatura al final de la admisin La parte superficial para motores con sobre alimentacin e intercooler

En el intercooler

Factor de correccin =1

Donde

Coeficiente de los gases residuales de tablas se tiene:

Para MD C.S. Ai=0.03 a 0.09

Temperatura de los gases residuales se tiene de tablas:

para MD = 700 a 900oK = 627oC

Temperatura dentro del cilindro

Calculo del rendimiento volumtrico

Donde

Coeficiente de soplado para motores sobrealimentados=0.1 a 0.5

Presin de los gases residuales para M.C.S.

Calculo del volumen real del cilindro

Calculo de las masas gaseosas contenidas en el cilindro

Calculo de las masas de combustible

Calculo de las masas residuales

Para el volumen real

Relacin de compresin real

Calculo de masa real

Proceso de compresinPara el proceso politrpico n1 MD cuyo rango de frecuencia esta entre 600-2500rpm tenemos el exponente politrpico BAVSOVON MDual de MD

Compresin en el punto (c o 2)

Proceso de combustin

Considerando el ciclo ideal tenemos

Relacin de presiones simples = 1.4 a 1.8

Con cmaras separadas 1.6 a 1.8

Debido al exeso de aire = 1

Para el punto (e o 4)

Poder calorfico del diesel de tablasHinf = 10032.5 kcal/kgCalculo de los calores especficos

Proceso de expansinEn el ciclo real de carrera de trabajo empieza durante la combustin punto c termina cuando comienza el proceso de escape de los gases quemados

Calculo del calor rechazado y aadido

Clculo del trabajo

Clculo del rendimiento trmico

Calculo de la cmara de combustin: tiene la forma de un segmento esfrico.Calculo del coeficiente de seguridad empleado en su fabricacin

Realizamos operaciones matemticas tenemos h=2.49cm de kurt coeficiente de seguridad medio es de: 17.83mm calculando r

Calculo de e necesario segn el manual de dubel

DondePe= presin en el punto de explosinK= tensin adm del material enez

Coeficiente de seguridad del material

Calculo de la presin media efectiva

El rendimiento mecnico de tablas Para la presin real

Presin indicada en el interior

Consumo especifico del combustibleCalculo terico del airePara un contenido de aire a nivel del mar 23% de peso y 21% en volumen composicin del combustible dieselC= 0.87H= 0.126Oc=0.004Hinf= 42.4MJ/kg

Masa del aire necesario

Masa de los productos de combustin

Masa del oxgeno suministrado

Masa de nitrgeno suministrado

Caractersticas del combustible

Masa total con exceso de aire

Coeficiente terico de variacin molecular

Cantidad de aire

Calculo de masas de los productos de combustin

Calculo del poder calorfico inferior de la mezcla

Poder calorfico interior de la mezcla

Donde K=0.50.45 A=114*106

Poder calorfico de la mezcla

CONCLUSIONES: Se ha llegado a concluir de todo el calculo que se hiso que el rendimiento en la altura disminuye que a nivel del mar.

En el calculo se vio que las temperaturas salen elevadas pero estas temperaturas no se mantienen constante si no es un instante si serian constantes en motor llegaria a fundirce.

Tambien se llego a concluir que en motores diecel es mas economico el gasto de combustible

RECOMENDACIONES:

Se recomienda que en la practica para para un buen rendimiento en la altura se lo adelanta el puntoen el motor

Tambien se recomienda cuando se encienda un motor siempre se debe de calentar el motor para que no haga un esfuerzo mecanico.

ANEXOS