GUÍA 5o SEMESTRE FUNDAMENTOS DE MOTORES DECOMBUSTIÓN INTERNA UINDAD I ANÁLISIS PARAMÉTRICO DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA ALTERNATIVO 1.- Explica que es un motor de combustión interna. R.- Es aquella maquina que funciona mediante un ciclo termodinámico, o un ciclo mecánico, produce trabajo a expensas de la liberación de la energía latente del combustible. 2.- Explica que es un motor de combustión interna alternativo. R.- Son motores de combustión interna, que transforman la enérgica calorífica del combustible, en energía mecánica, a través de órganos en movimiento alternativo. 3.- Explica que es un motor de combustión interna rotativo. R.- Un turborreactor consiste en una entrada de aire, un compresor de aire, una cámara de combustión, una turbina de gas (que mueve el compresor del aire) y una tobera. El aire entra comprimido en la cámara, se calienta y expande por la combustión del combustible y entonces es expulsado a través de la turbina hacia la tobera siendo acelerado a altas velocidades para proporcionar la propulsión. 4.- Cuales son las diferencias entre los dos motores de combustión interna, indícalas indícalas todas. MCIA
MCIR
Menor potencia. Mayor potencia. Menor gasto combustible. Mayor gasto combustible. Menor empuje. Mayor empuje. Mas partes móviles. Menos partes móviles. 5.-Explica correctamente el principio de funcionamiento del MCIA que funciona con el Ciclo Otto de 4T, realizando una figura del motor para su explicación e indicar el nombre de sus partes esenciales.
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6.- Explica el principio de funcionamiento del motor WANKEL R.- En un motor Wankel se desarrollan los mismos 4 tiempos pero en zonas distintas del estator o bloque, con el pistón moviéndose sin detenciones de un tiempo a otro. Más concretamente, el envolvente es una cavidad con forma de 8, dentro de la cual se encuentra un rotor triangular tr iangular o triángulo lobular que realiza un giro de centro variable. Este pistón transmite su movimiento rotatorio a un eje cigüeñal que se encuentra en su interior, y que gira ya con un centro único. 7.- Realiza en un mismo diagrama P-v los diagramas del MCIA, TEÓRICO, PRÁCTICO Y REAL. 8.- Indica todas las diferencias que se tienen entre los tres diagramas TEÓRICO, PRÁCTICO Y REAL. La presión inicial en el ciclo real está por debajo de la presión atmosférica, cuando en el ciclo ideal se considera igual a la Patm. La combustión en el ciclo real no es instantánea como se considera en el ciclo real. Las válvulas de admisión y escape permanecen más tiempo abiertas en el ciclo real. La potencia entregada en el ciclo real es menor que la considerada en el ciclo ideal.
9.- Indica las razones por las cuales se realizaron los adelantos y retrasos en las válvulas de admisión y escape. R.- Se realizaron para acercarse más al ciclo ideal, para que la potencia entregada en el ciclo real sea más cercana a la considerada en el ciclo ideal. 10.- Realiza el diagrama circular de la distribución con los siguientes datos: AAA= 15°, AAE=55°, RCA= 65°, RCE=18°, y de AE= 7° 11.- Realiza correctamente el diagrama circular de la distribución distribución con los siguientes datos: datos: AAA= 12°, AAE=65°, RCA= 75°, RCE=10°, y de AE= 5° 12.- Cual es la importancia del estudio del sistema biela-manivela. R.- Es el órgano que transmite a la manivela del cigüeñal una parte de la fuerza motriz que recibe del embolo. 13.- Dar el nombre de las partes del sistema biela-manivela que intervienen en las fuerzas a lternas de inercia. R.- Pie de biela, cuerpo, perno, cabeza de biela, cojinete, tuerca, sombrerete. 14.- Cuales son las condiciones que debe satisfacer la forma del cigüeñal para su buen funcionamiento y evitar las vibraciones. R.- Por lo general están forjados en una sola pieza. pieza. Pero su configuración varía en función función del número y disposición de los cilindros. 15.- Explica a qué se refiere el equilíbrame dinámico.
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16.- Indica las funciones que realiza el cigüeñal. R.- Recoge y transmite la potencia desarrollada por cada uno de los cilindros. 17.- A que esfuerzos está sometido el cigüeñal. R.- Compresión y tracción. 18.- Explica a qué se refiere el equilibraje estático al cual está sometido el cigüeñal. 19.- Indica las funciones que realiza el volante.
Almacenar la energía del tiempo motriz y restituirla durante los tiempos resistentes. Regularizar el par motor. Obtener un ralentí.
21.-Dar el nombre de las partes del sistema biela-manivela que intervienen en las fuerzas centrifugas de inercia. R.- Brazos de la biela, cabeza de biela, cojinetes, contrapesos, tornillos/tuercas, brazos de la manivela, 1/3 cuerpo de biela.
UNIDAD II ANÁLISIS PARAMÉTRICO DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA ROTATIVO 1.- Indica correctamente los procesos o fases de que se compone el ciclo Joule-Brayton . R.- 1-2 Compresión isentropica (en un compresor). 2-3 Adición de calor a presión constante. 3-4 Expansión isentropica (en una turbina). 4-1 Rechazo de calor a presión constante. 2.- Realiza los diagramas P-v y T-s del ciclo Joule-Brayton .
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3.- Explica de que depende la eficiencia térmica de un moto r de turbina de gas. R.- Incrementar las temperaturas de entrada de la turbina. Incremento de las eficiencias de los componentes de turbomaquinaria. Adición de modificaciones al ciclo básico. 4.- Indica las diferencias que existen entre los ciclos reales de los ciclos ideales del ciclo Brayton.
R.- Alguna disminución de presión durante los procesos de adición y rechazo de calor es inevitable. La entrada de trabajo real al compresor será mayor y la salida de trabajo real de la turbina será menor debido a irreversibilidades. 5.- Explica cual es el propósito del proceso de interenfriamiento y de recalentamiento en el ciclo Joule-Brayton. R.- Lograr que el volumen específico del fluido de trabajo sea bajo en el proceso de compresión y lo más alto en la expansión. Para mejorar la relación de trabajo de retroceso. 6.- Cual el propósito de realizar la compresión por etapas en el proceso de la pregunta anterior. R.- Disminuir el trabajo para comprimir el gas. 8.- Explica que sucede si la temperatura de los gases de salida del compresor es mayor que la temperatura de salida de los gases de escape. R.- El calor fluirá en la dirección inversa (hacia los gases de escape) y la eficiencia se reducirá. 10.- Que beneficio se obtiene con el uso de un regenerador de una eficacia alta. R.- Ahorrar una gran cantidad de combustible. 11.-.Explica cómo se puede incrementar el trabajo neto de salida del ciclo de una turbina de gas. R.- Si se reduce el trabajo del compresor o si aumenta el de la turbina o el de ambos. 12.- Explica a qué se refiere la relación del trabajo de retroceso. R.- Lograr que el volumen específico del fluido de trabajo sea bajo en el proceso de compresión y lo más alto en la expansión. 14.- Explica cuál es el propósito de tener el regenerador en el motor de una turbina de gas. R.- Poder calentar el aire de alta presión que sale del compresor transfiriendo calor desde los gases de escape calientes mediante un intercambiador de calor a contraflujo.
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15.- Cual es el propósito de la expansión por etapas en el ciclo de la turbina de gas, explica. R.- El ciclo de turbinas de gas con interenfriamiento, recalentamiento y regeneración se aproxima al ciclo Ericsson y la eficiencia térmica se aproxima al límite teórico. 16.- Por quien está limitada la temperatura máxima de los gases de la combustión. R.- Por la Turbina. 19.- Explica cuál es la finalidad de expandir el gas en etapas a la salida de la turbina y recalentarlo entre ellas. R.- Aumentar la salida de trabajo de una turbina.
UNIDAD III SISTEMA DE DOSIFICACIÓN DE COMBUSTIBLE I.- Indica los elementos del sistema de alimentación para un MCIA que utiliza como combustible la gasolina. R.- Bomba de gasolina, deposito, filtro, difusor y surtidor. 2.- Explica en qué consiste el proceso de la combustión. R.-Es la reacción química entre un combustible y oxigeno cuya inflamación es ocasionada por una chispa para una combustión rápida e instantánea. 3.- Explica cuál es la función del tubo venturi en el carburador. R.- Tiene una parte central mas angosta, lo que produce que aumente la velocidad del aire, entre más angosto, mas velocidad y la succión aumentara de igual forma. 4.- Explica a qué se refiere el proceso de la CARBURACIÓN. R.- Proceso en el que se prepara la mezcla aire/combustible adecuadamente dosificada para su mejor rendimiento. 5.-Explica cuál es la importancia del estudio de la combustión. R.- Por que el calor liberado en este proceso es la principal fuente de energía en los motores. 6.-En toda reacción química hay liberación de calor, explica de qué depende la calidad de este. R.- Depende de la composición química del combustible y del grado de oxidación de sus elementos.
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7.- ¿Qué se entiende por comburente? R.- Es el aire que lleva el oxigeno necesario para la combustión. 8.- Indica los diferentes factores que influyen en e l proceso de la combustión.
Clase de combustible Tipo de mezcla (Temperatura, presión homogeneidad, dosificación, vaporización) Calidad de la chispa Conductividad térmica Forma de la cámara de combustión Numero de bujías.
9.- Explica a qué se le da el nombre de combustión deflagrante. R.- A la combustión que comienza en el instante que salta la chispa y continúa de una manera progresiva. 10.- Dar el nombre de todas las combustiones anormales.
Encendido Superficial Por Autoencendido Combustión Detonante
11.-Explica cuándo es que se presenta una combustión por ENCENDIDO SUPERFICIAL. R.- Es originado por puntos excesivamente calientes en la cámara de combustión, o por partículas incandescentes y puede iniciarse antes o después de saltar la chispa por los electrodos de la bujía. 12.- .Explica cómo se le asigna el NÚMERO DE OCTANO a las gasolinas. R.- Dependiendo de la relación de compresión del motor se asignara el número de octano. 13.- En qué consiste la DOSIFICACIÓN proporcionada por el carburador. R.- En dar la relación entre el peso del aire y el peso de la gasolina. 14.- Para que se tenga una adecuada DEPRESIÓN en el carburador, esta depende únicamente de dos condiciones, indícalas.
Velocidad del motor, numero de r.p.m. Del grado de abertura de la mariposa.
15.- Indica los límites de INFLAMABILIDAD, es decir cuando existe combustión. R.- 1/8 y 1/28. 16.- Indica las características de una mezcla pobre. R.- Se caracteriza por la lentitud de la combustión. El exceso de oxigeno, la falta de carburante automatizado hace que la presión media efectiva del embolo disminuya y en consecuencia la potencia del motor.
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17.- Indica las partes fundamentales del carburador elemental.
Cuba de nivel constante Difusor Surtidor Mariposa del acelerador Flotador
18.- Enumera los sistemas AUXILIARES que posee todo carburador para cumplir correctamente su función.
Marcha en vacio Acompañamiento de la marcha en vacio Aceleración Arranque en frio
19.- Enumera los sistemas de AUTOMATICIDAD que posee todo carburador para cumplir correctamente su función.
Surtidor en derivación Surtidor compensador Surtidor sumergido Aire secundario Dispositivo de emulsión
20.- Los carburadores empleados en la aviación deben ser seguros y para ello deben satisfacer algunas funciones importantes, enuméralas todas.
Satisfacer siempre el llenado de los cilindros Entregar siempre la cantidad necesaria de combustible Deben funcionar eficientemente a grandes alturas, no se deben congelar
21.- Indica los principales procedimientos de INYECCIÓN DE GASOLINA. R.- Inyección Directa: Cuando el combustible se introduce directamente en la cámara de combustión formada por la culata y la cabeza del pistón. Inyección Indirecta: La gasolina se introduce antes de la cámara de combustión, en la tubería de admisión de cada uno de los cilindros, frente y cerca de la válvula de admisión. 22.- Enumera y explica todas ventajas del sistema de la inyección de gasolina. 1. Mejor llenado de los cilindros.- La alimentación y pulverización se realiza por medio de inyectores. 2. Mayor elasticidad del motor.- Evita vibraciones al motor. 3. Arranque mas fácil.- El combustible es atomizado y suministrado en el cilindro.
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4. Mejor refrigeración.- La vaporización del combustible tiene lugar en las carreras de admisión y compresión. 5. Aceleraciones más rápidas.- Debido a que la cantidad de gasolina inyectada varía instantáneamente según la posición del acelerador. 23.- Enumera cuales son las desventajas del sistema de inyección de gasolina. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Más costos en su fabricación. Más complicados para ajustarse y mantenerse. Menor vida prevista. Menor tiempo para el proceso de mezcla. Se forman tapones de vapor durante las operaciones en días calurosos. Es más difícil rearrancar un motor parado por falta de combustible.
24.- Cual es la finalidad de la sobrealimentación.
Alcanzar una determinada presión de alimentación para condiciones particulares de funcionamiento. Aumentar la potencia por unidad de cilindrada.
25.- Indicar los factores en los que influye la sobrealimentación.
Rendimiento volumétrico. Par motor.
26.- Explicar que representa el PAR MOTOR. R.- Representa la capacidad del motor para producir trabajo. Es el momento de torsión de un motor. 27.- Indica algunas ventajas de este tipo de turbocompresor.
Tamaño compacto. Volumen de maquina reducido. Montaje sencillo. No hay vibraciones. Funcionamiento silencioso Reducción peso volumen
28.- Explica que es una mezcla estratificada. R.- La mezcla estratificada es aquella en la que el carburante no está distribuido uniformemente; en ese caso, dentro de la cámara de combustión hay zonas de mezcla rica y zonas de mezcla pobre.
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29.- Los carburadores empleados en la aviación deben ser seguros y para ello deben satisfacer algunas funciones importantes, enuméralas. 1. 2. 3. 4. 5.
Asegurar el flujo de combustible Garantizar la homogeneidad de la mezcla Asegurar la dosificación contante Proporcionar una mezcla rica a plena potencia Obtener un adecuado calentamiento del carburador para una buena vaporización del combustible
30.- Escribe todas características que debe cumplir el carburador para que realice correctamente su cometido.
Aceite lubricante Tubo de salida de los gases de escape Admisión de mezclas anticongelantes que al mezclarse con la humedad del aire baja su punto de congelación
31.- Indica la velocidad a la cual se propaga la combustión a través de la masa gaseosa. R.- 37 m/s 32.- Para que la combustión de la mezcla proporcionada por el carburador sea completa, ella debe cumplir con 3 condiciones importantes, indícalas.
Una adecuada dosificación Una buena vaporización Una correcta homogeneidad
33.- Explica en qué consiste el proceso de VAPORIZACIÓN. R.- Es el proceso de cambio de un líquido al estado de vapor. 34.- Indica las relaciones de mezcla de máxima POTENCIA y de máximo RENDIMIENTO.
Máxima Potencia.- 1/12.5 (1 gr de gasolina / 12.5 de aire) Máximo Rendimiento.- 1/18
35.-Indica las relaciones de mezclas POBRES. R.- 1/16 y 1/28 36.- Indica las relaciones de mezclas RICAS. R.- 1/8 y 1/12
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37.- Enumera todos los problemas que se pueden tener con un carburador elemental. 1. Relación de mezcla variable influida por: a) Régimen del motor b) Temperatura c) Cambio de presión atmosférica 2. Problemas para el arranque en frio 3. Problemas para la marcha en ralentí 4. Problemas para obtener una aceleración rápida y energía 5. No se podrán variar las condiciones de marcha para hacerlo mas económico 38.- Explica los dos requisitos fundamentales que todo filtro de papel para el MCIA deben satisfacer para su correcto funcionamiento.
Elevada eficiencia filtrante, capacidad para retener un gran porcentaje de impurezas. 99% Buen poder acumulador, posibilidad de funcionar durante largos periodos de tiempo sin necesidad de limpieza o cambio.
39.- Indica las ventajas de tener una sobrealimentación (en general). 1. En motores de pequeña cilindrada el compresor mecánico es ventajoso porque en ellos puede trabajar con un buen rendimiento, y dar resultados a bajo régimen. 2. Aumentar la potencia de un grupo existente 3. Realizar grupos de dimensiones reducidas 4. Obtener consumos específicos mas bajos 5. Compensar el efecto de ratificación del aire 40.- Indica cuales son los inconvenientes de una sobrealimentación con un sobre alimentador mecánico. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Gran tamaño y peso Consumen potencia directamente del motor Funcionamiento ruidoso Dificultad de construcción Su delicadeza Lo complejo del accionamiento
41.- Indica las ventajas de un turbocompresor centrífugo.
Construcción compacta Volumen de maquina reducido Seguridad de funcionamiento Carencia de desgaste Escasa cimentación
Montaje sencillo Marcha exenta de vibraciones Reducción de peso y volumen Funcionamiento silencioso
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42.- Explica cuál es la función del dispositivo INTERCOOLER, cuando se emplea un turbocompresor centrífugo. R.- Consiste en un intercambiador de calor en el que se introduce el aire que sale del turbocompresor para enfriarlo antes de introducirlo en los cilindros del motor. 47.- Indica los factores que influyen en la combustión con respecto a la reducción del trayecto de la llama. Forma de la cámara de combustión Numero de bujías Turbulencia
48.- Explica a qué se refiere la velocidad de traslación de la combustión. R.- Se refiere al mayor movimiento físico del frente de llama con relación a las paredes de la cámara de combustión. SOBREALIMENTACIÓN 1.- Cual es la finalidad de la sobrealimentación, explique
Alcanzar una determinada presión de alimentación para condiciones particulares de funcionamiento Aumentar la potencia por unidad de cilindrada
3.- Indica las ventajas de tener una sobrealimentación con TCM 4.- Cuales sus inconvenientes del turbocompresor mecánico (TCM) 5.- Cuales son los inconvenientes de la sobrealimentación con compresores mecánicos (TCM). 6.- Explicar el funcionamiento del turbocompresor centrífugo (TC) 7.- Indica algunas ventajas de este tipo de turbocompresor 8.- Explique donde tuvo su origen la sobrealimentación 9.- Cual es la finalidad de la sobrealimentación, explique 10.- Que representa el PAR MOTOR. 11.- Realiza un cuadro comparativo entre los dos tipos de sobre alimentadores, TCM y TCC
UNIDAD IV COMBUSTIÓN
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3.- ¿Cómo defines al proceso de la combustión? R.- Reacción producida por fenómenos químicos, físicos y termodinámicos que acompañan a la combinación de un cuerpo y el oxigeno. 4.-Explica a qué se refiere la temperatura de inflamación. R.- Es la temperatura mínima que posen las moléculas de una mezcla para que entren espontáneamente en combustión. 5.- ¿Qué se entiende por carburante? R.- Se llama así a los combustibles líquidos o hidrocarburos. 6.- ¿Qué se entiende por comburente? R.- Es el aire que lleva el oxigeno necesario para la combustión. 7.- ¿A qué se refiere la velocidad de traslación? 8.- Indica los factores que influyen en la combustión con respecto a la reducción del trayecto de la llama. Forma de la cámara de combustión. Numero de bujías Turbulencia
9.- Explica cuando se presenta una combustión normal. R.- En el instante que salta la chispa y continúa de una manera progresiva. 10.- Dar el nombre de todas las combustiones anormales.
Encendido superficial Por Autoencendido Combustión Detonante
11.-Explica cuándo es que se presenta una combustión DETONANTE. R.- Este tipo de combustión se presenta cuando en un tiempo muy pequeño, la masa gaseosa pasa de 600°C a 1800°C, dando lugar a un aumento de presión muy grande y a una onda de choque muy potente. 12.- ¿A qué se refiere la velocidad de la combustión? R.- A la velocidad de las reacciones químicas. 13.- Indica los factores que influyen en el proceso de la combustión con respecto a su velocidad.
Clase de combustible Tipo de mezcla Calidad de la chispa Conductibilidad térmica
15.- ¿Qué entiendes por potencia en altitud? Explicar.
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UNIDAD V ANÁLISIS DE FUERZAS EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ALTERNATIVOS 5.1.- CALCULO DEL CICLO TEÓRICO 5.2.- CÁLCULO Y ESTIMACIÓN DE RENDIMIENTOS 5.3.- CONSIDERACIONES PARA EL CICLO REAL 5.4.- ANÁLISIS DE LAS FUERZAS DE LOS GASES 5.5.- ANÁLISIS DE LAS FUERZAS DE INERCIA 5.6.-ANÁLISIS DE LAS FUERZAS NETAS 5.7.- OBTENCIÓN DEL PAR INDICADO 5.8.- OBTENCIÓN DEL PAR MEDIO INDICADO (Se ven junto con la UNIDAD 1)
UNIDAD VI ANÁLISIS DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ROTATIVOS 6.1.- FACTORES QUE AFECTAN EL DESARROLLO O EL DESEMPEÑODEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA ROTATIVO 6.2.- LIMITES OPERACIONALES DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ROTATIVOS 6.3.- COMPARACIÓN DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ALTERNATIVOS CONTRA LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNAROTATIVOS (AERORREACTORES)
RESOLVER 1.- Obtener el rendimiento de un motor que proporciona una potencia de 65 CV mediante el consumo de 18 Kg/hr. El rendimiento proporcionado por la combustión de un Kg de gasolina tiene un poder calorífico de 11000 calorías. 1 Cal = 427 kg-m
1cv = 75 (kg-m)/s
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2.- Obtener el rendimiento de un motor que proporciona una potencia de 45 hp , mediante el consumo de 21 lb/hr. Si el poder calorífico del combustible es de 19000 Btu por cada libra de combustión. 1Btu = 778 lb-pie, 1hp = 550 (lb-pie)/s 3.- BALANCE TÉRMICO. Al nivel del mar y a una temperatura de 60°F trabaja un motor diesel de 4T. El combustible que consume tiene un poder calorífico de 19000 Btu/lb, su consumo específico es de 20 Kg/h y sus rendimientos son : ηc=85%, ηt=87%, ηd=75%, ηm=70%. Determinar: Ec, ECT, ECP, EAM, ηe, e indicar las pérdidas que se tienen en cada etapa 4.- Al nivel del mar y a una temperatura de 60°F trabaja un motor diesel de 4T. El combustible que consume tiene un poder calorífico de 1900 Btu/lb, su consumo específico es de 19 Kg/h y sus rendimientos son: ηc=81%, ηt=78%, ηd=65%, ηm=76%. Determinar: Ec, ECT, ECP, EAM, ηe, e indicar las pérdidas que se tienen en cada etapa 5.- BALANCE TÉRMICO.- Un motor funciona en la Cd. De México a una temperatura de 27° C y funciona según el ciclo de 4T. El combustible que consume tiene un poder calorífico de 11000 Cal/kg y su consumo específico real es de 0.173 Kg/CV-h y la potencia suministrada es de 620 CV y sus rendimientos son: ηc=90%, ηt=80%, ηd=85%, ηm=80%. Determinar: Ec, ECT, ECP, EAM, ηe, e indicar las pérdidas que se tienen en cada etapa.
SISTEMA BIELA-MANIVELA 6.- Calcular la oblicuidad dela biela en grados, el deslazamiento (X), la aceleración, y las velocidades instantánea y media del pistón para una posición angular de la manivela de 80 con respecto al PMS de un motor mono cilíndrico en el cual D = 70mm, C = 80mm, L = 150mm, n = 4000 rpm. 7.- Calcular la oblicuidad de la biela y el empuje lateral Fn sobre la pared del cilindro para un ángulo de rotación de la manivela de 70° con respecto al PMS con una carga sobre el pistón de 580 kg, sabiendo que la carrera es de 70 mm, y la longitud de la biela de 130 mm. 8.- Calcular la oblicuidad dela biela en grados, el deslazamiento (X), la aceleración, y las velocidades instantánea y media del pistón para una posición angular de la manivela de 70 con respecto al PMS de un motor mono cilíndrico en el cual D = 80mm, C = 85mm, L = 165mm, n = 3500 rpm. 9.- Calcular la oblicuidad de la biela y el empuje lateral Fn sobre la pared del cilindro para un ángulo de rotación de la manivela de 40° con respecto al PMS con una carga sobre el pistón de 740 kg, sabiendo que la carrera es de 80 mm, y la longitud de la biela de 150 mm. Comparar este resultado con el que se produce cuando el eje del cilindro esta descentrado 8 mm. 10.- Calcular la oblicuidad de la biela y el empuje lateral Fn sobre la pared del cilindro para un ángulo de rotación de la manivela de 40° con respecto al PMS con una carga sobre el pistón de
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740 kg, sabiendo que la carrera es de 80 mm, y la longitud de la biela de 150 mm. Comparar este resultado con el que se obtiene para el caso en que el eje del cilindro este descentrado 10 mm. 11.- Calcular la oblicuidad de la biela y el empuje lateral Fn sobre la pared del cilindro para un ángulo de rotación de la manivela de 40° con respecto al PMS con una carga sobre el pistón de 740 kg, sabiendo que la carrera es de 80 mm, y la longitud de la biela de 150 mm. 12.- Calcular: a) la oblicuidad dela biela en grados, el desplazamiento (X), la aceleración, y las velocidades instantánea y media del pistón para una posición angular de la manivela de 55° con respecto al PMS de un motor monocilíndrico en el cual D = 65mm, C = 72mm, L = 150mm, n = 4500 rpm, b) el empuje lateral Fn si se tiene una carga sobre el pistón de 1080 kg, comparar el resultado de la fuerza que se produce cuando el eje del cilindro esta descentrado 8 mm, ¿Cuál es la diferencia de fuerzas?, indicarla, c) determinar la F R, si dicho motor tiene una relación de compresión de 11 y el peso de las partes alternativas es de 1250 gr. d) determinar la fuerza tangencial así como su par motor. 13.- Calcular: a) la oblicuidad dela biela en grados, el desplazamiento (X), la aceleración, y las velocidades instantánea y media del pistón para una posición angular de la manivela de 65° con respecto al PMS de un motor monocilíndrico en el cual D = 50mm, C = 65mm, L = 120mm, n = 3600 rpm, b) el empuje lateral Fn si se tiene una carga sobre el pistón de 1048kg, comparar este resultado con el de la fuerza que se produce cuando el eje del cilindro esta descentrado 6 mm, ¿Indicar la diferencia de las fuerzas.? c) determinar la FR, si dicho motor tiene una relación de compresión de 10.5 y el peso de las partes alternativas es de 950 gr. d) la fuerza tangencial y el par motor 14.- Calcular:a) la oblicuidad dela biela en grados, el deslazamiento (X), la aceleración, y las velocidades instantánea y media del pistón para una posición angular de la manivela de 80° con respecto al PMS de un motor monocilíndrico en el cual D = 70mm, C = 80mm, L = 150mm, n = 4000 rpm, b) el empuje lateral Fn si se tiene una carga sobre el pistón de 580 kg, comparar el resultado de la fuerza que se produce cuando el eje del cilindro esta descentrado 6 mm, ¿Cuál es la diferencia de la fuerza en kg.? c) determinar la FR, si dicho motor tiene una relación de compresión de 7.8 y el peso de las partes alternativas es de 950 gr. 15.- Calcular la carga (Q) y la presión específica (Ps) sobre el cojinete de la cabeza de la biela de un motor, para la posición de la manivela 80° después del PMS, de acuerdo con las siguientes características: DC = 60 mm, Presión de los gases en expansión =35 Kg/cm2 Diámetro del cojinete de la biela = 62 mm Longitud útil del cojinete = 52 mm Peso de las partes giratorias = 2757.9 grs.
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16.- Calcular la carga (Q) y la presión específica (Ps) sobre el cojinete de la cabeza de la biela de un motor, para la posición de la manivela 30° después del PMS, de acuerdo con las siguientes características: Presión de los gases en expansión =32 Kg/cm2 Diámetro del cojinete de la biela = 36 mm Longitud útil del cojinete = 28 mm Peso de las partes giratorias = 625 gr. Peso de las partes alternas = 780 gr 17.- Calcular la carga (Q) y la presión específica (Ps) sobre el cojinete de la cabeza de la biela de un motor, para la posición de la manivela 80° después del PMS, de acuerdo con las siguientes características: Presión de los gases en expansión =35 Kg/cm2 Diámetro del cojinete de la biela = 62 mm Longitud útil del cojinete = 52 mm Peso de las partes giratorias = 2757.9 grs. 18.- 15.- Calcular la carga (Q) y la presión específica (Ps) sobre el cojinete de la cabeza de la biela de un motor, para la posición de la manivela 80° después del PMS, de acuerdo con las siguientes características: Presión de los gases en expansión =35 Kg/cm2 Diámetro del cojinete de la biela = 62 mm Longitud útil del cojinete = 52 mm Peso de las partes giratorias = 2757.9 grs. 19.- Calcular la carga (Q) y la presión específica (Ps) sobre el cojinete de la cabeza de la biela de un motor, para la posición de la manivela 80° después del PMS, de acuerdo con las siguientes características: Presión de los gases en expansión =35 Kg/cm2 Diámetro del cojinete de la biela = 62 mm Longitud útil del cojinete = 52 mm
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Peso de las partes giratorias = 2757.9 grs. 20.- 15.- Calcular la carga (Q) y la presión específica (Ps) sobre el cojinete de la cabeza de la biela de un motor, para la posición de la manivela 80° después del PMS, de acuerdo con las siguientes características: Presión de los gases en expansión =35 Kg/cm2 Diámetro del cojinete de la biela = 62 mm Longitud útil del cojinete = 52 mm Peso de las partes giratorias = 2757.9 grs.
CICLO JOULE-BRAYTON 15.- Un ciclo Brayton ideal simple con aire como fluido de trabajo tiene una relación de presiones de 10. El aire entra al compresor a 520 R y a la turbina a 2000 R. Considere la variación de los calores específicos con la temperatura, y determine: a) la temperatura del aire a la salida del compresor, b) la relación del trabajo de retroceso, y c) la eficiencia térmica 16.- Considere una central eléctrica de turbina de gas regenerativa con dos etapas de compresión y dos etapas de expansión. La relación de presión total del ciclo es 9. El aire entra a cada etapa del compresor a 540 R y a cada etapa de la turbina a 2200 R. Tome en cuenta la variación de los calores específicos con la temperatura y determine: la relación de flujo de masa mínima del aire necesaria para desarrollar una salida de potencia neta de 40 MW. 17.- Considere una central eléctrica de turbina de gas regenerativa, con dos etapas de compresión y dos etapas de expansión. La relación de presión total del ciclo es 9.El aire entra a cada etapa del compresor a 540R y a cada etapa de la turbina a 2200R. Considere la variación de los calores específicos con la temperatura y determine la relación de flujo de masa mínima del aire necesaria para desarrollar una salida de potencia neta de 40 MW. 18.- Un ciclo Brayton ideal con regeneración tiene una relación de presiones de 10. El aire entra al compresor a 300K y a la turbina a 1200K. Si la eficacia del regenerador es de 100%, determine la salida neta de trabajo y la eficiencia térmica del ciclo. 19.- Una central eléctrica de turbina de gas estacionaria opera en un ciclo Brayton regenerativo ideal (eficacia = 100 %) con aire como el fluido de trabajo. Entra aire al compresor a 95 Kpa y 290 K, y a la turbina a 760 kPa y 1100 K. El calor se transfiere al aire de una fuente externa a una relación de 60000 kJ/s. Determine la potencia entregada por esta planta si: a) si hay calores específicos constantes para el aire a temperatura ambiente, y b) tome en cuenta la variación de los calores específicos con la temperatura.
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20.- Considere un ciclo de turbina de gas ideal con dos etapas de compresión y dos etapas de expansión. La relación de presión en cada etapa del compresor y de la turbina es 3. El aire entra a cada etapa del compresor a 540 R y a cada etapa de la turbina a 2000 R. Determine la relación del trabajo de retroceso y la eficiencia térmica del ciclo, suponga: a) que no se utiliza regenerador, b)que se utiliza regenerador con 75 % de eficacia. Tome en cuenta la variación de los calores específicos con la temperatura. 21.- En el compresor de un motor de turbina de gas entra aire a 540 R y 14.5 psia, donde se comprime hasta 116 psia y 1000 R. El calor se transfiere al aire en la cantidad de 420 Btu/lbm antes de entrar a la turbina. Para una eficiencia de la turbina del 86 % determine: a) la fracción de la salida de trabajo de la turbina utilizada para accionar el compresor, b) la eficiencia térmica. Suponga calores específicos variables para el aire. 22.- Considere un ciclo de turbina de gas ideal con dos etapas de compresión y dos etapas de expansión. La relación de presión en cada etapa del compresor y de la turbina es 3. El aire entra a cada etapa del compresor a 300 K y a cada etapa de la turbina a 1200 K. Determine la relación del trabajo de retroceso y la eficiencia térmica del ciclo, suponga: a) que no se utiliza regenerador, b)que se utiliza regenerador con 75 % de eficacia. Tome en cuenta la variación de los calores específicos con la temperatura ambiente. 23.- En el compresor de un motor de turbina de gas entra aire a 300 K y 100 KPa , donde se comprime hasta 700 KPa y 580 K. El calor se transfiere al aire en la cantidad de 950 Kj/kg antes de entrar a la turbina. Para una eficiencia de la turbina del 86% determine a) la fracción de la salida de trabajo de la turbina utilizada para accionar el compresor, y b) la eficiencia térmica. Suponga calores específicos variables para el aire. 2 4.- Considere una central eléctrica de turbina de gas regenerativa con dos etapas de compresión y dos etapas de expansión. La relación de presión total del ciclo es 9. El aire entra a cada etapa del compresor a 300K y a cada etapa de la turbina a 1200K. Tome en cuenta la variación de los calores específicos con la temperatura, y determine la relación de flujo de masa mínima del aire necesaria para desarrollar una salida de potencia neta de 30 MW. 25.- En el compresor de un motor de turbina de gas entra aire a 540 R y 14.5 psia, donde se comprime hasta 116 psia y 1000 R. El calor se transfiere al aire en la cantidad de 420 Btu/lbm antes de entrar a la turbina. Para una eficiencia de la turbina del 86 % determine: a) la fracción de la salida de trabajo de la turbina utilizada para accionar el compresor, b) la eficiencia térmica. Suponga calores específicos variables para el aire. 26.- Considere un ciclo de turbina de gas ideal con dos etapas de compresión y dos etapas de expansión. La relación de presión en cada etapa del compresor y de la turbina es 3. El aire entra a cada etapa del compresor a 300 K y a cada etapa de la turbina a 1200 K. Determine la relación del trabajo de retroceso y la eficiencia térmica del ciclo, suponga: a) que no se utiliza regenerador, b)que se utiliza regenerador con 75 % de eficacia. Tome en cuenta la variación de los calores específicos con la temperatura ambiente. 27.- En el compresor de un motor de turbina de gas entra aire a 540 R y 14.5 psia, donde se comprime hasta 116 psia y 1000 R. El calor se transfiere al aire en la cantidad de 420 Btu/lbm antes de entrar a la
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turbina. Para una eficiencia de la turbina del 86 % determine: a) la fracción de la salida de trabajo de la turbina utilizada para accionar el compresor, b) la eficiencia térmica. Suponga calores específicos variables para el aire. 28.- Considere un ciclo de turbina de gas ideal con dos etapas de compresión y dos etapas de expansión. La relación de presión en cada etapa del compresor y de la turbina es 3. El aire entra a cada etapa del compresor a 300 K y a cada etapa de la turbina a 1200 K. Determine la relación del trabajo de retroceso y la eficiencia térmica del ciclo, suponga: a) que no se utiliza regenerador, b)que se utiliza regenerador con 75 % de eficacia. Tome en cuenta la variación de los calores específicos con la temperatura ambiente.
CARBURADOR 1.- Determinar el Dc, Dv, Dsp para un motor que tiene 2.5 lt. De cilindrada total con 4cilindros y gira a 6500 rpm máximas. Además el motor se encuentra alimentado por un compresor que le proporciona una sobrepresión de 725 mm Hg. 2.- Determinar el Dc, Dv, Dsp para un motor que tiene 3.5 lt. De cilindrada total con 6 cilindros y gira a 6500 rpm máximas. Además el motor se encuentra alimentado por un compresor que le proporciona una sobrepresión de 885 mm Hg. 3.- Determinar el Dc, Dv, Dsp para un motor que tiene 6.5 lt. De cilindrada total con 12 cilindros y gira a 8000 rpm máximas. Además el motor se encuentra alimentado por un compresor que le proporciona una sobrepresión de 625 mm Hg. 4.- Determinar el Dc, Dv, Dsp para un motor que tiene 5.5 lt. De cilindrada total con 8 cilindros y gira a 7000 rpm máximas. Además el motor se encuentra alimentado por un compresor que le proporciona una sobrepresión de 485 mm Hg. 5.- Determinar el Dc, Dv, Dsp para un motor que tiene 3.5 lt. De cilindrada total con 6 cilindros y gira a 6000 rpm máximas. Además el motor se encuentra alimentado por un compresor que le proporciona una sobrepresión de 725 mm Hg.
REACCIONES QUIMICAS 1.- Se quema C7H14 con un 20% de aire en DEFECTO en peso, calcular: a) La ecuación de combustión b) La relación A/C c).- El % de CO 2 en volumen, en los productos secos d).- El volumen de los gases de escape secos por kg de combustible. Sí t=17°C y P= 1.0336 Kg/cm2 R = 848.2 (kg.m)/mol.Kg.k
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2.- Se quema C8H18 con un 30% de aire en DEFECTO en peso, calcular: a) La ecuación de combustión b) La relación A/C c).- El % de CO 2 en volumen , en los productos secos d).- El volumen de los gases de escape secos por kg de combustible. Sí t0 17°C y P= 1.0336 Kg/cm 2 R = 848.2 (kg.m)/mol.Kg.k 3.- Se quema C7H16 con un 30% de aire en exceso en peso, calcular: a) La ecuación de combustión b) La relación A/C c).- El % de CO 2 en volumen en los productos secos d).- El volumen de los gases de escape secos por kg de combustible. Sí t = 17°C y P= 1.0336 Kg/cm 2 R = 848.2 (kg.m)/mol.Kg.k
4.- Se quema C7H14 con un 30% de aire en EXCESO en peso, calcular: a) La ecuación de combustión b) La relación A/C c).- El % de CO 2 en volumen, en los productos secos d).- El volumen de los gases de escape secos por kg de combustible. Sí t=17°C y P= 1.0336 Kg/cm2 R = 848.2 (kg.m)/mol.Kg.k 5.- Se quema CH4 con un 80% de aire TEÓRICO en peso, calcular: a) La ecuación de combustión b) La relación A/C c).- El % de CO 2 en volumen en los productos secos d).- El volumen de los gases de escape secos por kg de combustible. Sí t = 17°C y P= 1.0336 Kg/cm 2
R = 848.2 (kg.m)/mol.Kg.k
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6.- Se quema C7H16 con un 70% de aire TEÓRICO en peso, calcular: a) La ecuación de combustión b) La relación A/C c).- El % de CO 2 en volumen en los productos secos d).- El volumen de los gases de escape secos por kg de combustible. Sí t = 17°C y P= 1.0336 Kg/cm 2 R = 848.2 (kg.m)/mol.Kg.k 7.- Se quema C11H22 con un 15% de aire en defecto en peso, calcular: a) La ecuación de combustión b) La relación A/C c) El porcentaje de CO 2 en volumen de los gases de escape secos d) Kg de vapor de agua formados por Kg de combustible e).- El volumen de los gases de escape secos por kg de combustible. Sí t=17°C y P= 1.0336 Kg/cm2
R = 848.2 (kg.m)/mol.Kg.k (I.5P)
CARBURADOR DIAGRAMAS 1.- En la siguiente figura del corte del carburador, explica e indica TODO lo relacionado con ella como son: sistemas de automaticidad o auxiliares, así como las partes componentes del mismo.
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2.- En la siguiente figura del corte del carburador, explica e indica TODO lo relacionado con ella (sistemas de automaticidad o auxiliares así como de las partes componentes del mismo.
3.- En la siguiente figura del corte del carburador, explica e indica TODO lo relacionado con ella (sistemas de automaticidad o auxiliares y de las partes componentes del mismo).
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4.- En la siguiente figura del corte del carburador, explica e indica TODO lo relacionado con ella (sistemas de automaticidad o auxiliares así como de las partes componentes del mismo.
POTENCIA EN ALTITUD 1.- Indicar sobre la gráfica y determinar la PRESIÓN DE ADMISIÓN conocidos: a)P = 450 CV b)rpm= 2400 c)altura = 12000 pies
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2.- Marcar correctamente en la gráfica y determinar la POTENCIA conocidos: a)Pres. deAdm. = 28”Hg
b)rpm = 2400 c)altura = 12000 pies
3.- Indicar sobre la gráfica y determinar la PRESIÓN DE ADMISIÓN conocidos: a)P = 500 CV b)rpm= 2200 c)altura = 6000 pies
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4.- Determinar la POTENCIA conocidos: a)Pres. deAdm. = 24”Hg
b)rpm = 2400 c)altura = 6000 pies
5.- Indicar sobre la gráfica y determinar la PRESIÓN DE ADMISIÓN conocidos: a)P = 450 CV b)rpm= 2400 c)altura = 12000 pies
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6.- Marcar correctamente en la gráfica y determinar la POTENCIA conocidos: a)Pres. deAdm. = 28”Hg
b)rpm = 2400 c)altura = 12000 pies
7.- Indicar sobre la gráfica y determinar la PRESIÓN DE ADMISIÓN conocidos: a)P = 600 CV b)rpm= 2000 c)altura = 7000 pies
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8- Determinar la POTENCIA conocidos: a)Pres. deAdm. = 24”Hg
b)rpm = 2400 c)altura = 6000 pies
BIBLIOGRAFIA MANUAL PARA AUTOMÓVILES -------------ARIAS PAZ TERMODINÁMICA --------------------------------CENGEL MOTORES ENDOTERMICOS-----------------DANTE GIACOSA VUELO CON MOTOR ALTERNATIVO------MARTIN CUESTA ALVAREZ
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