Descripción: Ciclo Unico y Ciclo Continuo fluidsim
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INSTTUTO TECNOLOGICO SUPERIOR “GUAYAQUIL” NOMBRE: Lady Sánchez PROFESOR: Ing. Juan Ballesteros ESPEI!LI"!": Mecán#ca !uto$otr#z SEMES%RE: %ercero FE&!: '()'*)+'*,
%EM!: ILO MILLER
"esde los #n#c#os del $otor t-r$#co se uscan /or$as de $e0orar el llenado del $otor y en consecuenc#a sus 1restac#ones. Más tarde con la $as#2a d#/us#3n del auto$32#l 1ara todos los usos y las su#das y a0adas de las s#tuac#ones econ3$#cas se a$1l#aron los o0et#2 o0 et#2os4 os4 ent entre re los 5ue se enc encuen uentran tran estos dos ad# ad#c#o c#onal nales es rela relac#o c#onad nados os con su rend#$#ento6 reduc#r el consu$o de co$ust#le y ta$#-n la conta$#nac#3n. La en ener erg7 g7aa 81 81ar9 ar9 5u 5uee ge gene nera ra el $o $oto torr tt-r$ r$#co #co 8g 8gaso asol# l#na) na)d# d#-se -sel9 l9 de dell au auto$ to$32 32#l #l es 1ro1orc#onal al llenado de la $ezcla a#re co$ust#le 5ue entra en los c#l#ndros. !l 5ue$arse esta $ezcla se 1roduce la energ7a 81ar9 del $otor. &ay /or$as de con0ugar las 1restac#ones4 consu$o y conta$#nac#3n4 las tecnolog7as $ás ut#l#zadas son6 la d#str#uc#3n de /ase 2ar#ale4 colector de ad$#s#3n de geo$etr7a 2ar#ale4 descone;#3n de c#l#ndros y la soreal#$entac#3n.
Los cuatro t#e$1os del $otor
!ntes de entrar en $ater#a 1ro1one$os recordar el /unc#ona$#ento del $otor de cuatro t#e$1os de gasol#na con la an#$ac#3n s#gu#ente4 en la 5ue 2e$os el $otor de /rente con el 1#st3n4 #ela4 c#g
Admisión6 el 1# 1#st3 st3n n de desc# sc#en ende de co con n la 2á 2ál2 l2ul ulaa de ad ad$# $#s#3 s#3n n a a#er #erta ta
succ#onando el a#re y gasol#na del colector de ad$#s#3n o
Compresión6 el 1#s #st3 t3n n su su e y se c# c#er erra ra la 2ál ál2u 2ula la de ad ad$ $#s #s#3 #3n n
co$1r#$#endo la $ezcla de a#re y gasol#na4 lo 5ue su1one un es/uerzo o1uesto al g#ro del $otor o
Explosión6 al llegar arr#a el 1#st3n con la $á;#$a co$1res#3n de la
$ezcla salta la ch#s1a en la u07a #n#c#ando la e;1los#3n 5ue hace descender el 1#st3n4 es cuando se generar la energ7a 81ar9 del $otor o
Escpe6 al llegar el 1#st3n al 1unto #n/er#or de su recorr#do se are la
2ál2ula de esca1e y el nue2o ascenso del 1#st3n e;1ulsa los gases 5ue$ados 1or el colector de esca1e
El cruce de 2ál2ulas y>>. ?llenado a 1res#3n@ ! cont#nuac#3n se re1resenta esta an#$ac#3n 5ue nos 2a 1re1arando 1ara llegar al c#clo M#ller: Im!en de l i"#$ierd:
o
La 2ál2ula de esca1e se are des1u-s de la e;1los#3n antes de 5ue el 1#st3n llegue al /#nal de su recorr#do descendente4 se a1ro2echa as7 la 1res#3n re$anente 1ara #n#c#ar el esca1e
C$ndo el pis%ón s$&e con l '(l'$l de escpe &ier% l slid de los !ses #$emdos es ex%remdmen%e r(pid) !enerndo $n 'er%i!inoso *l$+o de slid
Si en es%os ins%n%es se &re l '(l'$l de dmisión4 aun5ue *l$+ $+o o de es esc cpe pe “% “%ir ir” ” de lo loss ! !se sess de est-- el 1#s est 1#st3n t3n su su#en #endo4 do4 el *l dmisión co$enzando el llenado del c#l#ndro
Es%e %iempo o (n!$lo en #$e es%(n &ier%s ls '(l'$ls de dmisión , escpe es el cr$ce de '(l'$ls. Se ha de e2#tar 5ue 1arte de la
$ezc $e zcla la sa salg lgaa 1o 1orr es esca ca1e 1e s# s#n n 5u 5ue$ e$ar ar lo 5u 5uee da da=a =ar7 r7aa a lo loss s# s#st ste$ e$as as ant#conta$#nac#3n Im!en de l derec-:
o
uan u ando do se c# c#er erra ra es esca1 ca1ee el 1# 1#st3 st3n n ya co co$# $#en enza za a de desce scend nder er as1#rando la $ezcla de a#re y gasol#na
El co$1resor 2olu$-tr#co a1orta la 1res#3n de ad$#s#3n6 es el c#clo M#ller
La so solu luc# c#3n 3n 1a 1ara ra o ote tene nerr la 1r 1res es#3 #3n n de ad ad$# $#s# s#3n 3n la 2a a a1 a1or orta tarr el co co$1 $1re reso sor r 2olu$-tr#co co$o 2e$os en esta an#$ac#3n6 o
El compresor 'ol$m.%rico 5ue 2a$os a e;1l#car cons#ste en una carcasa en cuyo #nter#or hay dos l3ulos contra rotantes. El g#ro se ot#ene $ed#ante dos 1oleas y una correa de arrastre desde el c#g
o
!l g#rar los l3ulos en sent#dos contrar#os as1#ran a#re y lo co$1r#$en hac#a el $otor la reduc#r su 2olu$en
o
compresor sor 'ol$m.%rico El e/ecto de l so&re presión por%d por el compre permi%e mn%ener &ier% l '(l'$l de dmisión &$en pr%e del recorrido scenden%e de compresión au$entando el llenado4 es el c#clo M#ller
o
Se &s el ciclo /iller en #$e l ener!0 necesri del mo%or pr mo'er el compresor 'ol$m.%rico es menor #$e l prod$cid por el mo%or !rcis l llendo dicionl4 ade$ás se reduce el es/uerzo del $otor 1ara
co$1r#$#r la $ezcla
on estas grá/#cas 2a$os a des1e0ar las /3r$ulas 1ara 1oder calcular la e/#c#enc#a y otros datos 5ue ta$#-n son #$1ortantes saer4 ade$ás de estas grá/#cas 1ode$os 2er los d#st#ntos 1rocesos 5ue se lle2an a cao dentro del c#clo4 la carrera de * a + es una co$1res#3n #soentr31#ca4 la carrera de + a A es calenta$#ento a 1res#3n constante4 la carrera A a , es e;1ans#3n e;1ans#3n #soentr31#ca #soentr31#ca y la carrera de , a * es en/r#a$#ento en/r#a$#ento a 2olu$en constante. %a$#$#-n n se ose oser2 r2aa en las las área áreass a0o a0o la carr carrer eraa de + a A 2e$o 2e$oss todo todo el calo calor r su$#n#strado en el 1roceso con el cual se 1roduce el traa0o del s#ste$a4 con esta área se calcula en real#dad cuanto calor se su$#n#stra al 1roceso4 ade$ás ta$#-n 2e$os 5ue el área 5ue está dea0o de la carrera , a * es el calor 5ue se rechaza del 1roceso4 con estos dos datos ta$#-n se 1uede calcular calcular la e/#c#enc#a del c#clo y en consecuenc#a consecuenc#a 1ode$os 2er cuanta energ7a se a1ro2echa del co$ust#le.
!"EL!N%O "EL IERRE "E !"MISION
RE%R!SO "EL IERRE "E !"MISION
E/#c#enc#a t-r$#ca del c#clo La e/#c#enc#a t-r$#ca se calcula de la s#gu#ente $anera:
"onde 1 2 345 4 5ue es la constante del a#re r' 2 '36'7 5ue es la relac#3n de co$1res#3n4 rc 2 '86'7 5ue es la raz3n de /#n de #nyecc#3n4 estos t-r$#nos se sacan de las grá/#cas de 1res#3n2olu$en del c#clo "#esel 5ue 2e$os en la /#gura *'4 los nC$eros de los 2olC$enes y las te$1eraturas en la /3r$ula son re1resentados en las grá/#cas de acuerdo con la 1os#c#3n en la grá/#ca. S# le 1one$os 2alores a las 1os#c#ones de la grá/#ca en los 2olC$enes 1ode$os 2er el resultado s#gu#ente: %a$#-n co$o d#0#$os en la secc#3n anter#or las áreas a0o la cur2a de te$1eratura entro17a son e5u#2alentes a la energ7a su$#n#strada y e;1ulsada4 1ode$os hace uso de esta /or$a de cálculo 1ara 1oder calcular a e/#c#enc#a del c#clo4 las /3r$ulas 1ara esto son:
Dt 8+A ,*9)+A o 8G)J9)+A donde +A es la energ7a su$#n#strada y ,* es la energ7a rechazada. %ene$os %ene$os entonces las /3r$ulas /3r $ulas s#gu#entes: +A Energ7a su$#n#strada $ac18%A %+9 "onde $a es la $asa y c1 es calor es1ec7/#co a 1res#3n constante ,* Energ7a su$#n#strada $ac28%, %*9 "onde $a es la $asa y c2 es calor es1ec7/#co a 2olu$en constante G)J %raa0o Ct#l 1or c#clo +A ,* "onde G es el traa0o Ct#l y J es la constante de Joule Sust#tuyendo la /3r$ula no da co$o resultado
El traa0o del o;7geno es o;#dar al co$ust#le 1or esta raz3n es $uy #$1ortante 5ue este en la correcta relac#3n con la cant#dad de co$ust#le4 1ara saer esto se ha desarrollado una /or$a de calcular la cant#dad de o;7geno necesar#o4 1or e0e$1lo4 1ara calcular la cant#dad de o;#geno de un co$ust#le H&*H la /or$ula s#gu#ente es la 5ue se lla$ar7a una $ezcla 1er/ecta:
En el caso del c#clo M#ller4 en la 5ue la e;1ans#3n es $ayor 5ue la co$1res#3n4 es necesar#o estalecer una tar#/a d#/erente de 8e/ect#2a9 de co$1res#3n:
En este c#clo4 es necesar#o ut#l#zar una relac#3n entre la e;1ans#3n y la co$1res#3n 8relac#3n de e;1ans#3n94 5ue es una 1ará$etro caracter7st#co c#clo de M#ller A4 ,:
Las ecuac#ones 8*9 y 8+9 tene$os:
$uestra K ta$#-n se re/#ere a la relac#3n de co$1res#3n geo$-tr#ca y e/#caz. En el c#clo de Otto el 2alor de K es n#dad4 ya 5ue la e;1ans#3n es #gual a la co$1res#3n.
en la 5ue
es la relac#3n entre la 1res#3n at$os/-r#ca y la 1res#3n de ad$#s#3n y
es una constante 8$ezcla es s#e$1re este5u#o$-tr#co9. El rend#$#ento ta$#-n se 1uede descr##r co$o s#gue:
o$o el traa0o $á;#$o 8G$a;9 es 1roduc#do 1or 1res#3n at$os/-r#ca: G$a; G cuando 1* 1' o *4 es
Los $otores de encend#do 1or ch#s1a están l#$#tados 1or la a1ar#c#3n de gol1eteo4 5ue está relac#onada con la 1res#3n c#clo $á;#$o. !s74 s# nos $antene$os s#e$1re la $á;#$a 1res#3n del c#clo 8#n#c#o del gol1e u$ral9 2a$os a tener un /unc#ona$#ento del $otor al $á;#$o rend#$#ento. Para lle2ar a cao este t#1o de $otor4 dee tener
2ar#ac#3n de la s#ncron#zac#3n de 2ál2ulas 81ara 1er$#t#r 5ue el c#clo de M#ller9 y 2ar#ando la relac#3n de co$1res#3n.
