NOMBRE: Darío Fernando Pumarica Llamatumbi

EJERCICIOS

7. Con una razón de compresión de 14,5 un motor Diesel ideal toma aire a 19 PSI al comenzar compresión; se inyecta combustible a 764,33°F en una cantidad de m=0,043lb, alcanzando una temperatura al final de combustión de 900°c. Considere los gases antes de la combustión como aire puro. Determine:

a. La eficiencia térmica.b. La presión media efectiva.

Datos

ε=14,5Pa=19 psiTc=764,33℉m=0,043 lbTz=900℃ηt=?Pmc=?k=1,4

Tc=59

(764,33℉−32 )

Tc=406,85℃

°C

900

764.33

19

psi

ρ=TzTc

ρ= 900℃406,85℃

ρ=2,21

ηt=1− 1ε k−1 ×

ρk−1k (ρ−1)

ηt=1− 114,51,4−1 ×

2,211,4−11,4 (2,21−1)

ηt=0,5878

ηt=58,78 %

Pmc=Pa×εk ∙ k ( ρ−1 )

(ε−1)(k−1)×ηt

Pmc=19 psi×14,51,4 ∙1,4 (2,21−1 )(14,5−1)(1,4−1)

×0,5878

Pmc=148,05 psi

24. Encontrar las pérdidas de calor en KNm/s y en porcentaje del agua refrigerante en un motor diesel de 6 cilindros y de cuatro Tiempos, si la potencia indicada Ni=290,50Kw, D=20 cm, S=20 cm, la frecuencia de rotación del eje cigüeñal

n=2500rpm, el rendimiento mecánico ηm=0,70, Qin

a=45300KJ/Kg, el gasto específico de

combustible be=0,21Kg/(Kw.h),Ga=0,94Kg/seg y la diferencia de temperatura del agua

al salir del motor y al entrar en él Δt=25oK .

Datos

i=6=4τ

Ni=290,50KwD=20 cmS=20 cmn=2500rpmNm=0,70

Q¿a =45300 KJ/Kg

be=0,21 Kg/(Kw.h)Ga=0,94 Kg/s∆ t=¿ 25°KQref=?qref=?

ηm=Ne¿

Ne=0.70∗290.50Kw

Ne=203.35kw

be=B∗3600Ne

B=0.21

KgKwh

∗20335Kw

3600

B=0.01186Kgs

Ca=4.19Kj

Kg °K

Qref=Ga∗Ca∗( t2−t 1)

Qref=0.94Kgs

∗4.19Kj

Kg °K∗25° K

Qref=98.465Kw

Q=B∗Q¿a

Q=0.01186Kgs

∗45300KJKg

Q=537.352KJs

qref=Qref

Q∗100

qref=98.465Kw537.352Kw

∗100

qref=18.3%

37. Un motor diesel tiene una relación de compresión ε =17,5 trabaja partiendo de las condiciones de aspiración de 22 psi y 19,4°C. Encuentre la presión y la temperatura al final de la compresión: a. si la sustancia de trabajo es aire frío (k=1,4) b. si la sustancia de trabajo es aire caliente (k=1,32).

Datos ε=17.5T a=19.4 ° C=292.55 ° KPa=22Psi=151.68KPa

Pc=Pa∗εn1

T c=T a∗εn1−1

a) Pc=(151.6834KPa ) (17.5 )1.4 Pc=8340.4853KPa

T c=(292.55 ° K )(17.5)1.4−1T c=919.21 ° K

b) Pc=(151.6834KPa ) (17.5 )1.32

Pc=6633.68KPa

T c=(292.55 ° K )(17.5)1.32−1

T c=731.092° K

54. Determinar la potencia indicada y la presión media indicada de un motor diesel de

cuatro cilindros y de cuatro tiempos si la potencia efectiva Ne=2320Kw, la velocidad

media del émbolo cm=10,28m/s , el grado de compresión ε=24 el volumen de la cámara

de combustión Vc=60 cc y el rendimiento mecánico ηm=0,8.

Datos

K

919.21

292.55 151.68

Kpa

8340.48

K

731.09

292.55 151.68

Kpa

6633.68

¿=?Pi=?

Cm=10.28ms

∈=24 Vc=60ccnm=¿0.25 ¿

∈=Vh+VcVc

24=Vh+ (6∗10−5 )

6∗10−5

Vh=1.38∗10−3m3

nm=Ne¿

0.8=2320 kw¿

¿=2900kw

Vh= π∗D2∗S4

Vh= π∗S3

4

S3= 4∗Vhπ

S3= 4∗1.38x 10−3m3

π

S=0.121m

n=Cm2S

n= 10.282(0.121)

n=42.596 rps

¿=2 pi∗Vh∗n∗i103 τ

pi=¿103 τ2Vhni

pi= 2900KW∗103∗42¿ (1.38∗10¿¿−3)∗42.596∗4¿

pi=24667213.77 Pa

pi=24.667M Pa

67. Un motor de combustión interna de 300KW de potencia funciona a base de un

combustible cuyo poder calorífico inferior es de 42400 KJ/Kg, siendo igual al 48% el

rendimiento efectivo. El consumo de aire es de 24 Kg por 1 Kg de carburante

suministrado al motor. Determinar el porcentaje de las pérdidas del calor arrastrado

por los gases de escape y el cedido al sistema de refrigeración, siendo completa la

Ni

Ne

255.76

2900 Kw

2320 Kw

combustión. Se conoce que la temperatura de los gases de escape es de 450oC y la

capacidad calorífica de los mismos cg=1,15KJ/(Kg.K). La temperatura del aire es de

20oC. Las demás pérdidas de calor se pueden despreciar.

DATOS:Ne= 300KW = QeQin

a= 42400 KJ/Kge= 48%Ƞ

Ga= 24Kgqg= ?qref= ?Cg= 1.15 KJ/Kg°Kta= 20°Ctg= 450°CCa= 4.19 KJ/Kg°KCg= 1Kg

Q=Ne /ȠeQ=300Kw /0.48Q=625Kw

Qg=¿ .Cg .tg−Ga.Ca. ta

Qg=1kg (1.15KJ

Kg °K ) (450+273 ) ° K−24Kg(4.19KJ

Kg °K )(293 ° K )

Qg=831.45−29464.08Qg=2863263KJ /s

Qref=Ga .Ca( tg−ta)Qref=24 (4.19)(450−20)

Qref=43240.8KJs

qg=( QgBQ¿a )100

qg=( 28632.630.0147 (42400 ) )qg=45.93 %

Q=BQ¿a

B= Q

Q¿a

B= 62542400

B=0.0147

qref=(QrefBQ¿a )100

qref=( 43240.80.0147 (42400 ) )

qref=69.73 %

qg = 34.58 %

qref = 17.42 %