Problemas de Maquinas Termicas 1 2. La relacion de compresion en un ciclo Otto de aire natural es de 8, al y la comenzar la carrera de compresion la presion de temperatura es igual a 15.6 , la transmision de calor es de .
1.03⁄
℃
445 445 ⁄
Calcular: a. P y T al final del ciclo b. Rendimiento térmico c. Presion media efectiva
Solucion:
=8 a)
, Cv =0.17151 kcal/kg°K , R =0.0686 kcal/kg°K
= − =15.6273 =15.62738.− = 663. 663.03 03 ° ° = 8. = 1.03 0 3 = 18. 18.93 9 3 = cal/ =
+
cal/ .cal/°
= 3257.631 °K
+
663.03 °
,
=1.4
= − = 3257.6318−. = 1417.97 ° =
→
= 1144.97 ° = . 18.93 . = 93
= 43 .
. . =93 . = 5.06 b)
1 = 181.
= 1
= 56.47 %
c)
.+ = =0.287 .
V =0.81745m⁄Kg
⁄ 445193.6977 4.1858 = = = 1 0.81745 1 18 = 1470.54 = 15.23 ⁄ 3. Calcular el gasto real del aire en Kg/hr para un motor gasolinero de 4 tiempos y 4 cilindros (S x D = 82 x 70 mm) que trabaja con 5800 RPM y tiene una eficiencia volumétrica de 83 ,
% = 1.25⁄
= = = = ̇ = 2̇ ̇ = 4 0.83 4 0.0700.082 1.25 25800 60 ̇ = 0.063298 x 3600 ℎ ̇ =227.875 ℎ
4. Un motor de dos tiempos tiene una velocidad media del piston Vmp=4.1 m/s , N=600RPM si el volumen ocupado por las lumbreras es , de , ,
= 1.6 =15 ∅ = 20.5 =?
= = 15
= 600 , = 4.1 / 60 2 60 600 2 = 0.205 ≈ 205 = 4 2.05 2.05 = 6.766 Pero,
= 15
≫ 14 = 6.766
= 0.48328 = 7.249
′ ′ = = 1.6 ′′ = 7.249 1.6 = 5.649 Entonces:
′ 5.649 , = = 0.48328
=11.688
5. Un ciclo Otto empleando aire tiene una relación de expansión de 8. Al iniciarse el proceso de compresión la temperatura es de 200k y la
1.03⁄
. Se suministra calor a razon de presión Hallar , P, T en el punto crítico.
717⁄ .
Solución:
8. ≫ =18.93 = =1.03 = − =2008.− ≫ = 459.48 = 717 4.1858 0.718 459.48 = 3001.22 = 4366.45 ℃ =
→
= . 18.93 . = 191.14
− 1 = ( ) .− = 4639.45 = 2019.44 ℃ = = 0.718 2019.44200 .
=312.093
= 1 = 1 312.098 717 = 56.5 % = = 404.91 = 404.91 4.1858 = 1 0.56681
=4.36 2
6. Un motor encendido por compresión DxS=130x140 tiene a 2100 RPM, 7.0 kg/ de potencia de entrada, la pérdida de potencia indicada a este régimen llega a 22 si la velocidad del motor disminuye a 1600 RPM ¿Cuál será a potencia que se pierde por fricción en este nuevo régimen?
Solución:
%
= .. . . 2 1314 2100 1 = 0.22 7 4 60 2 100 1 =500.7989 75 = 6.677 = = 3.876
=1 = 20 = 300 % ℃
7. Un motor diesel desarrolla en Lima a , , a 2000 RPM, cual será en Puno donde las condiciones P=0.65 bar , T=10 . Si se sabe que la eficiencia disminuye en 15 , eficiencia efectiva = 22 , se enriquece con 32 de aire
℃
=2
℃
= 60 632
Solución:
293 =0.67297 = = 0.65 1 283 = = ∝ ∝ 300 = 1.32 ∝ 0.67297 0.85 0.78 ∝ = 101.4 8. Determinar el coeficiente de gases residuales variación real,
Solución:
=1.043
si el coeficiente de
= = =1.043 = 1/ = ( ) 1 1 = 1.043 = 1 = 1.043 11.043 0.043 9. Un motor diesel de 4T consume aire a razón de 1800Kg/h considere que , C/H/O=0.86/0.13/0.01. Calcular el gasto horario del combustible en kg/h.
∝=1.8
=∝ 1 [8 80] = 0.23 3 1 [8 0.8680.130.01] = 0.23 3 =14.45 1800 ℎ = 1.8 14.45 =69.204 ℎ
10.Se tiene un motor diesel de 4T DxS=120.65x i=6, al trabajar a plena carga y 2200 RPM se tiene 140 un rendimiento volumétrico 81.75 , y una relación aire combustible 22.02:1. Hallar un gasto de combustible en kg/h
%
=1.2 kg/3 Solución:
= = . . . 2 = . . . . 2 2200 60 = 0.8175 6 4 0.12650.140 1.2 . 2 ℎ =683.539 ℎ
