MAQUINAS TERMICAS.

...

Qp= -941.409 kcal

Qu = Qs + Qp [pic 75]

0.8430 kcal = Qs + (-941.409 kcal)

Qs = 0.8430 kcal - (-941.409)

Qs = 942.252 kcal.

4.6 Calcular la presión máxima que tiene que soportar el cilindro de un motor ciclo Otto teórico de 4 tiempos, con una relación de compresión , si este trabaja al nivel del mar y el proceso de combustión produce suficiente calor para elevar 6 veces la h temperatura del gas.[pic 76]

Datos:[pic 77]

[pic 78]

Pa=1kg/[pic 79]

Ta=30°C=303°K

Solución:

[pic 80]

[pic 81]

[pic 82]

[pic 83]

[pic 84]

[pic 85]

ya que en el enunciado se menciona que la temperatura se eleva 6 veces a la hora de la combustión por eso se multiplica la [pic 86][pic 87][pic 88]

[pic 89]

4.7 Se tiene un motor mono cilíndrico ciclo Otto 4T de dimensiones D=L=16 cm que trabaja a una velocidad n=1800 rpm, admite aire a una Pa=0.8 kg/ y Ta=20°C. Quema gasolina con un poder calorífico inferior de 10400 kcal/kg y relación estequiometria aire-combustible At=15.1. Si en el escape pierde 0.951 kcal, calcular:[pic 90]

- El trabajo útil Wu (kg-m y J)

- La eficiencia termodinámica del ciclo [pic 91]

- La potencia teórica total del motor Nt (CV y KW)

- La relación de compresión [pic 92]

Datos:[pic 93]

D=L=16 cm

n=1800 rpm

Pa=0.8 kg/[pic 94]

Ta=20°C

P.C.I=10400 kcal/kg

At=15.1

Qp=0.951 kcal

Solución:

a)

Va= = = 3216.9908 cm3 ma = = = 3.0008x10-3kg[pic 95][pic 96][pic 97][pic 98]

Cc = = = 1.9873Kg Qs = CC x PCI= (1.9873Kg)(10400) = 2.0668 kcal[pic 99][pic 100][pic 101][pic 102][pic 103]

Qu = Qs + Qp= (2.0668 Kcal) + (-0.951kcal)= 1.1158 Kcal

Wu = J*Qu= (427 = 476.4466 kg-m *9.8= 4672.47 Joules[pic 104]

b) nt = = = 0.5398 = 53.98%[pic 105][pic 106]

c) Nt = = = 95.2893 CV[pic 107][pic 108]

Convirtiendo los CV a kW

= 70.0656 kW [pic 109]

d) nt = 1- rc =( = ([pic 110][pic 111][pic 112][pic 113]

rc = 6.9603

4.8 se tiene un motor ciclo Otto 4T , mono cilíndrico, que trabaja a 2500 rpm en condiciones atmosféricas Ta= 22°C, Pa= 1.2 kg/cm2. Tiene una eficiencia termodinámica de 58%, si la presión se incrementa 5.2 veces durante la combustión y pierde 0.83 Kcal en el escape, calcular:

a) El calor suministrado (en Kcal)

b) La potencia teórica (en CV)[pic 114]

Datos:

Motor mono cilíndrico

n= 2500 rpm

Ta= 22°C

Pa= 1.2 kg/cm2

nt= 0.58

Qp= 0.83 Kcal

P4= 5.2 P3

Solución:

Despejando Qs desde la fórmula de rendimiento térmico (nt):

[pic 115]

Buscando Qu:

[pic 116][pic 117]

=[pic 118][pic 119]

Potencia:

[pic 120]

5.1 se tiene un motor ciclo otto 2T monocilindrico que trabaja en condiciones atmosféricas pa=1.033kg/cm2 y ta=20°C entrega una potencia teorica de 270 CV a 3000rpm sabiendo que del motor escapan 3 gramos de gases en cada ciclo y se tiene una presión de 6.8 kg/cm2 en el momento de abrirse la valvula de escape calcular:

a) el calor útil Qu kcal

b) el calor perdido Qp kcal

c) la eficiencia termodinámica nt%

datos

pa= 1.033 [pic 122][pic 121]

ta= 20°c

Nt=270cv

N=3000rpm

M5=3g

P5=6.8[pic 123]

Solución:

Nt=== [pic 124][pic 125][pic 126][pic 127]

Qu= [pic 128]

[pic 129]

[pic 130]

[pic 131]

=[pic 132][pic 133]

5.2 calcular la eficiencia termodinámica nt (%), de un motor ciclo Otto 2T mono cilíndrico que desarrolla una potencia teórica Nt = 14.71 kW a una velocidad n= 2500 rpm, sabiendo que pierde en el escape 0.07 kcal/ciclo. [pic 134]

Datos:

Nt = 14.71 kW = 20 CV

n= 2500 rpm

Qp=0.07 kcal