Termodinamica

INTRODUCCION

El presente proyecto se realizó con el fin de dar a conocer un análisis de la eficiencia térmica que tiene un motor de combustión interna (Diésel), aclarando dudas que han surgido a lo largo de la experiencia automotriz que se ha tenido, ya que como es bien sabido la eficiencia de un motor se puede calcular en dos formas: Una es la eficiencia mecánica, que es la relación entre la potencia de salida y la potencia indicada y la otra es el eficiencia térmica, que es la relación entre potencia de salida y la energía del combustible quemado para producir esa salida, esta última de la cual vamos a hacer énfasis en este proyecto vamos a observar que su eficiencia no es del 100% y que parte de sus perdidas térmicas (de calor) se disipan en el sistema de enfriamiento y en los gases de escape, sin embargo antes de comenzar a hacer este análisis se mencionará el ciclo Diésel el cual está constituido de cuatro tiempos: Admisión, Compresión, Expansión y Escape, los cuales nos permitirá conocer el comportamiento del motor Diésel a nivel térmico.

Con la ayuda de algunos datos específicos de automotores y formulas diseñadas especialmente para calcular la eficiencia térmica, Balance energético (Calor cedido, Calor absorbido) Trabajo realizado y otros datos de suma importancia, llevaremos a cabo este análisis.

Revisión Bibliografía

Revisando en bibliografías como en libros e internet obtuvimos información muy importante que nos permitirá desarrollar nuestro análisis térmico y relacionar este tema con la Termodinámica.

La termodinámica proviene de las palabras griegas Therme (calor) y dynamis (Fuerza), lo cual corresponde a lo más descriptivo de los primeros esfuerzos por convertir el calor en energía.

Con esta simple definición relacionamos el funcionamiento del motor Diésel con la termodinámica de una forma directa ya que un motor diésel convierte el calor en energía mecánica para permitir la transmisión de potencia

Por esta razón el estudio de la termodinámica se hace a través del análisis de ciclos termodinámicos como es el del ciclo Diésel del que nos vamos a referir en este proyecto. Los ciclos termodinámicos se pueden clasificar en ciclos cerrados y abiertos. En los ciclos cerrados la sustancia de trabajo se regresa a su estado inicial al final del ciclo y debe recircularse. En los ciclos abiertos la sustancia de trabajo se remueve al final de cada ciclo, en vez de recircularse. Los motores de automóviles llamados máquinas térmicas o de combustión interna, funcionan de tal manera que los gases de combustión se escapan y se reemplazan por una nueva mezcla de aire combustible al terminar cada ciclo.

Al realizar el análisis de la eficiencia térmica de un motor diésel es complejo debido a la presencia de fenómenos como la fricción y la rapidez de los procesos de expansión-compresión que impiden establecer condiciones de equilibrio termodinámico.

Si se quiere hacer manejable el estudio de un ciclo es recomendable utilizar algunas simplificaciones. Cuando al ciclo real se le eliminan todos los problemas complejos internos se obtiene un ciclo constituido por pasos reversibles. Un ciclo con estas características recibe el nombre de ciclo ideal.

Un ciclo Diésel ideal es un modelo simplificado de lo que ocurre en un motor diésel. En su lugar, aprovechando las propiedades químicas del gasóleo, el aire es comprimido hasta una temperatura superior a la de autoignición del gasóleo y el combustible es inyectado a presión en este aire caliente, produciéndose la combustión de la mezcla.

Puesto que sólo se comprime aire, la relación de compresión (cociente entre el volumen en el punto más bajo y el más alto del pistón) puede ser mucho más alta que la de un motor de gasolina. La relación de compresión de un motor diésel puede oscilar entre 12 y 24.

Para modelar el comportamiento del motor diésel se considera un ciclo Diesel de seis pasos, dos de los cuales se anulan mutuamente:

Admisión E→A

El pistón baja

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