Laboratori De Ingenierica MecANICA III

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

LABORATORIO DE ING MECANICA III (061-5491)

REVISADO POR: REALIZADO POR:

Prof. Simón Bittar Rodríguez Víctor C.I. 17.445.985 Seccion: 02 Daniela De Armas, C.I. 17.731.875

Juan Zerpa C.I. 14.317.256

Barcelona, Julio de 2008

RESUMEN

La práctica Nº 2 de laboratorio de Ingeniería mecánica III consistió en elaborar un ensayo de un motor diesel, haciendo encender el motor de manera manual con una palanca, para luego variar la carga a diferentes intensidades para observar el comportamiento del motor con respecto a su consumo de combustible, su potencia, su eficiencia, etc.

INTRODUCCIÓN

Los motores de combustión interna usan el mismo principio de energía que los motores de vapor y las turbinas de vapor. Hay muchas razones por las cuales los motores de combustión interna no solo compitan con otros motores de calor, sino que en muchos casos están dominando el campo. En todos estos casos la simplicidad de operación y el liviano peso son factores importantes.

Una mayor utilización de la energía calorífica del combustible es un factor importante de los motores de combustión interna. De acuerdo al combustible los motores de combustión interna se clasifican en dos clases, ya sea que operen con combustible líquido o gaseoso. Los motores que trabajan con combustible líquido se subdividen de acuerdo a la volatilidad del combustible, tales como la gasolina o alcohol y aquellos que utilizan aceites pesados.

Aunque la ignición por compresión suprime la necesidad de dotar al motor de un equipo de encendido, lo que constituye una simplificación de la máquina, este hecho es, en realidad, una circunstancia accidental del ciclo de trabajo, puesto que la primera razón del empleo de una alta compresión es que se incrementa con ella el rendimiento térmico del motor, esto es, se aumenta su eficiencia, lo que en otras palabras significa que se reduce el consumo de combustible por unidad de trabajo efectuado.

Con el invento del motor diesel, por Rudolf Diesel, se logró un ulterior perfeccionamiento del ciclo de trabajo, con el fin de reducir el consumo de combustible. Con este sistema se consiguieron rendimientos mayores del 40%.

Una ventaja del motor diesel, desde el punto de vista de la salud publica, es que los gases de su combustión contienen muy pequeñas cantidades de monóxido de carbono (CO), altamente venenoso.

El objetivo principal de esta practica, consiste en observar el efecto de la variación de varios parámetros básicos y su interrelación sobre la eficiencia de los motores diesel.

Los parámetros operativos de los motores diesel son potencia al freno, consumo horario de combustible, consumo especifico de combustible, presión media efectiva, rata calorífica de combustible y la presión media efectiva.

OBJETIVOS

General:

El estudiante al finalizar la practica debe saber determinar las curvas de funcionamiento del motor diesel (manteniendo la velocidad constante y variando la carga) y realizar un balance térmico de la unidad.

Específicos:

Al finalizar la práctica el estudiante debe estar en capacidad:

• Dar ejemplos y explicar ejemplos de aplicación industrial o comercial del motor diesel

• Explicar el principio de funcionamiento de un motor diesel

• Mencionar las ventajas que tiene el motor diesel sobre otros motores de combustión interna

• Conocer y explicar como influyen los distintos parámetros propios del motor en sus curvas características

• Elaborar un procedimiento para la evaluación experimental de los parámetros característicos del motor

• Conocer y operar el equipo experimental del motor diesel del laboratorio.

MARCO TEORICO

El motor diesel es un motor térmico de combustión interna en el que la combustión se logra por simple compresión del aire en el interior del cilindro, de modo que al inyectarse el combustible se garantice su auto inflamación. Fue inventado por el ingeniero alemán Rudolf Diesel, que murió en extrañas circunstancias.

Funcionamiento del motor diesel

1. La combustión en los motores Diesel.

El motor Diesel funciona por el principio del autoencendido o autoignición, en el que la mezcla aire-combustible arde por la gran temperatura alcanzada en la cámara de compresión, por lo que no es necesaria la chispa como en los motores de explosión. A continuación se explica el proceso.

En cuanto el combustible frió contacta con el aire que se encuentra a gran temperatura, comienza a elevarse su temperatura, formándose vapor alrededor de cada una de las gotas. El aire circundante se enfría y toma calor de la masa de aire comprimido, transmitiéndolo nuevamente a la gota de combustible que vuelve a calentarse hasta alcanzar su temperatura de inflamación. Cuando esto ocurre, comienza la combustión y el calor producido se pasa a toda la masa de aire y combustible restante, produciéndose su inflamación.

El tiempo que transcurre entre la entrada de las primeras gotas y el inicio de la combustión se llama retardo a la inflamación, el cual representa el tiempo de giro del cigüeñal que transcurre entre el comienzo de la inyección y la inflamación del combustible.

Durante este periodo se está inyectando combustible de forma continua.

Existen dos tipos de cámaras: de inyección directa e inyección indirecta.

a). Cámaras de inyección directa.

La inyección se realiza directamente en el cilindro, con alojamientos especiales en la cabeza del pistón que varían en su forma, para actuar como cámara de turbulencia y ayudar a la vaporización del combustible. La más usual es la de forma toroidal, que es una cavidad circular normalmente simétrica en el centro de la cabeza del pistón, con un pequeño cono en centro y apuntando hacia arriba.

Cualquiera que sea el tipo de cavidad, debe estar adaptada al inyector presente, que se monta en posición vertical o ligeramente inclinada sobre la culata, formando un ángulo preciso.

Dicho inyector contará con varios orificios de vertido del combustible, estando adaptado también al diseño de la cámara de combustión. Dado que el grado de turbulencia es bajo, las relaciones de compresión son muy elevadas, del orden de 15:1 a 20:1, con lo que se consiguen grandes presiones y temperaturas y que hacen necesaria también una gran presión de la inyección. Es un motor con poca pérdida de calor a través de las paredes, con lo que los arranques en frió se ven mejorados.

b). Cámaras de inyección indirecta.

En esta disposición la combustión se desarrolla en dos cámaras, una de ellas la de turbulencia que normalmente es esférica, y que desemboca en la principal, que está constituida por el espacio comprendido entre el pistón y la culata.

La cámara de turbulencia representa los dos tercios del volumen total de la cámara de combustión.

En estas cámaras la presión de inyección es menos elevada, ya que la turbulencia creada en la precámara ayuda a la pulverización del combustible.

Esto se traduce en un funcionamiento del motor más suave y con menos sufrimiento para los distintos órganos que lo forman, ya que el paso de la combustión de una cámara a otra hace que la fuerza sobre el pistón se aplique de una forma más progresiva.

Dadas las elevadas compresiones que se alcanzan en estos motores y el gran calor que desarrollan, los componentes que los forman están más reforzados y son más pesados que sus equivalentes de un motor de gasolina, por lo que estos motores son menos revolucionados, pero con una mayor disponibilidad de par motor a pocas revoluciones. Sus sistemas de refrigeración están más estudiados y cuidados que otros motores.

2. Sistema de alimentación en los motores Diesel.

a). Circuito de alta presión, encargado de impulsar el combustible a una presión determinada para ser introducido en las cámaras de combustión.

b). Circuito de baja presión, encargado

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