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termodinamica
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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