Ejercicios Motores Oto Y Diesel

1. Un motor Diesel tiene una razón de compresión de 22:1 y una razón de

combustión de 2,8:1. La compresión es una politrópica adiabática con

roce de n=1,42. Por problemas de pérdida de carga en la aspiración, el

aire se admite al cilindro a 0,7[bar] de presión y 298 [oK] de temperatura. Se

pide:

a. Calcule el trabajo realizado durante la compresión del aire.

b. Calcule la temperatura al final de la combustión y el trabajo

realizado durante la expansión de los gases en el motor

Datos: En la expansión se tiene una politrópica adiabática con n=1,38.

Considere el ciclo de aire equivalente con Cp=1,005[kJ/(kgoC)] y γ=1,4.

2. Un motor Otto tiene una razón de compresión de 8,7:1. La compresión es

una politrópica adiabática sin roce con n=1,25. Por problemas de pérdida

de carga en la aspiración, el aire se admite al cilindro en las mismas

condiciones del problema anterior. Se pide:

a. Calcular el trabajo realizado durante la compresión del aire.

b. Calcular la razón aire combustible y el trabajo realizado durante la

expansión de los gases en el motor.

Datos: En la expansión se tiene una politrópica adiabática con n=1,38. Al

final de la combustión, los gases están a 1500[oK]. El combustible es

gasolina con un poder calorífico de 10.000[Kcal/kg]. Considere el ciclo de

aire equivalente con Cp=1,005[kJ/(kgoC)] y γ=1,4.

3. En un motor Otto la razón de compresión es de 8,7:1. ¿Cuánto es la

pérdida de rendimiento si se compara el ciclo teórico sin trabajo de

bombeo, con respecto a uno igual, salvo que la aspiración se hace a

0,9[bar] y la descarga a 1,1[bar]?

Datos: Considere ciclo de aire equivalente con Cp=1,005[kJ/kgoK] y

R’=287[J/kgoK]. Tanto la compresión como la expansión considérelas

adiabáticas sin roce. Además, suponga que el calor aportado en ambos

casos es igual. Considere condiciones ambientales y que la temperatura

de aspiración es invariable (T=298[oK]).

4. Al comienzo del proceso de compresión de un ciclo Otto Standard de aire,

se tienen las siguientes condiciones: P1=1[bar], T1=290[K], V1=400[cm3]. La

temperatura máxima del ciclo es de 2200[oK] y la razón de compresión es

de 8. Determine:

a. El calor entregado en [kJ].

b. El trabajo neto, en [kJ].

c. Eficiencia térmica.

d. Presión media efectiva.

5. Un motor de 4 tiempos y 4 cilindros tiene un diámetro de 6,48[cm] y una

carrera de 5,33[cm]. Además, el volumen muerto es el 12% del cilindro en el

PMI, mientras el cigüeñal gira a 3600[RPM]. Los procesos al interior de cada

uno de los cilindros son modelados como un ciclo de aire Otto Standard,

con una presión de 1 [bar] y una temperatura de 37,78[oC] al inicio de la

compresión. Si la temperatura máxima alcanzada es de 2616[oC],

determine:

a. Trabajo neto por ciclo

b. Potencia del motor [HP]

6. Al comienzo de la compresión en un ciclo Diesel, se tienen condiciones

ambientales de P1=1[bar], T1=300[K]. Para temperaturas máximas de ciclo

de 1200,1500,1800, 2100 [oK] , obtenga y grafique v/s diversas razones de

compresión (5, 10 y 20):

a. Calor entregado [kJ/kg]

b. Presión media efectiva [bar]

c. Eficiencia térmica

Explique.

7. En el laboratorio se recibe para su evaluación un motor de gasolina de un

cilindro y 4 tiempos. Se conocen los siguientes datos:

a. Diámetro del cilindro: 76,2[mm]

b. Carrera 60,32[mm]

c. El par máximo de 14,9[Nm]

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