Formulario de Motores de Combustión Interna

 

FORMULARIO DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA 1) Coe Coefic ficien iente te de Gase Gasess Residu Residuae aes! s! " γ     res ) γ  res   =

γ  res

 Mr   M 1

 P r  ⋅ T k  ⋅1

=

T r  ⋅ P k  ⋅η v ⋅ (ε  − 1) Donde: ,  T k  :  P  k 

Condiciones en el múltiple de admisión.   − 0.12 - Para E. Ch.: γ  res = 0.06 - Para E. C.:   − 0.06 a) i in n so!r so!real ealim imen entac tació ión: n: γ  res = 0.0"   − 0.0#  !) Con so!realimentación: γ  res = 0.01 - Para motores de 2 tiempos:   − 0.1+ a) De !a !arri rrido do $%&' $%&'$ $* *:: γ  res = 0.01 γ  res = 0.20   − 0."+  !) De ao: γ  res =   alor alor ms ne/atio e in3l4e in3l4e en los 5C&

#) Coefi Coeficien ciente te de $ $a% a%iaci& iaci&n n Moecu Moecua% a% T Tee&%ico &%ico!! "  µ  ) 0

ariación: β 0

 µ 0 = β 0

=  M 2

 µ c

 M 1

) Para Para E. Ch.: Ch.: (α≤1)  M 2

=

 H  12

+

O 2

+ α  ⋅ L0  M 2

1  M 1 = α  ⋅ Lo +  µ c

7) Pa Para ra E. C.: C.: (α≤1)  H   M 2  M 1

 µ aire

 H  #

+  

O "2

= masa molecular del combustible = 110 − 120   Gasolina = 180 − 200   Diesel 

+ α  ⋅ L0

O

= # + "2 + α  ⋅ L0 = α  ⋅ Lo

=

=

 µ c

1  .02 − 1.0+

(α>1)   M 2

=  M 1  +  ( α  − 1)  ⋅ L0

dems: 1  8C  ⋅  + 8 H  − O     l o 0.2"   "   =  L0 =  µ aire  µ aire  LO

 µ c

(α>1)

=

1   C   0.21  12

+  H  − #

O     "2  

= 1#." − 1+   l o =  Kg  Kg − c  Lo =  Kmol  Kg − c l c

=  5asa moleclar del aire, de alor 29 (28.9)

 Kg   Kmol 

') Coefi Coeficien ciente te de $ $a% a%iaci& iaci&n n Moe Moecua% cua% Rea Rea "() β 

=

1.02  

− 1.08

 

β  =

+  M  β 0 + γ   = 1 + γ    M 1 +  M 

 M 2

res

r 

r 

res

) Te*+e%at *+e%atu%a u%a de Ad Ad*is *isi&n i&n "Ta) Es la temperatra e tiene el aire dentro del cilindro. T a

= T k  + ∆T  + γ  res ⋅ T r  1 + γ  res

Ta =

"10

− "+0  K  

Ta =

"20

−

 A  

#00  K   SA

Donde: - ∆ T  = &ncremento de temperatra e s3re el aire al in/resar al cilindro, de!ido a e las paredes de este se encentran calientes. Para motores re3ri/erados por a/a: E. Ch.: ∆T  = 0  − 20 ° K    E. C.: ∆T  = +  − 20 ° K  Para motores re3ri/erados por aire:

∆T  ≈  #0° K  - T  r 

= ;emperatra ;emperatra de los /ases residales:

E. Ch.: T r  E. C.: T r  En /eneral:

=

900  − 1100 ° K   

=

:00  − 900 ° K 

T a = "20  − #00 ° K  -5otores so!realimentados: -5otores sin so!realimentación: T a = "10  − "+0 ° K      T r  = 900 − 1000 ° K  Para E. Ch.:  P r  = 1.1 − 1.2+  P o     T r  = :00 − 900 ° K  Para E. C. :  P r  = 1.1 − 1.2+  P o a) 5otore 5otoress marinos marinos,, lentos lentos de /ran /ran poten potencia. cia.

 P k 

=  1.: − ". +  Kg  cm 2

 !) 5otores marinos 4 locomotoras, medianos.  P k 

=  1.# − ". 0  Kg  cm 2

c) 5oto 5otores res rp rpid idos os 4 trac tracto tore res. s.  P k 

=  1.+ − 2. 0  Kg  cm 2

 %ota: i P2.+ 2.+ =/>cm />cm2 de! de!er er sa sars rsee re re3r 3ri/ i/er erac ació ión n pes es de! e!id ido o a es esta ta so!realimentación la temperatra ;cm 2 2

7) Pa Para ra E. Ch. Ch.  P  b

 P   %  n2

= ε 

 

2 an/o: P b =   2 − ".+   Kg  cm , n 2

=

1  .2" − 1."0

1.) Te Te*+e%atu%a *+e%atu%a a Fina de a E/+ansi&n "T6) ) Pa Para ra E. C.

=

T b

 

T  %  n2 −1

δ 

T b

=

1000 − 12+0 E  K 

T b

=

1200 − 1+00 E  K 

7) Pa Para ra E. Ch. Ch.

=

T b

T  %  n2 −1

  ε 

-ARAMETROS CARACTERISTICOS DE CICLO O-ERATI$O DEL MOTOR  10) -%esi&n M Media edia Indicada "-*i "-*i o -i) ) Pa Para ra E. C.  P i ( teorica )

=

 ε  − 1   P c

  λ ⋅ ( ρ  − 1) +

 1 − 1  − 1  1 − 1         ( n2 − 1)    δ  −1   ( n1 − 1  )   ε   −1   λ ⋅ ρ 

 

n2

n1

Para motores de # tiempos: 2  P  -o!realimentados: i =  16 − 2+  Kg  cm 2

-%o o!realimentados:  P i =  :.+ − 10   Kg  cm 7) Pa Para ra E. Ch. Ch. 7asta reemplaar ρI1 en la 3ormla anterior.

dems,

motores

sin

so!realimentación:  P i =   : − 12  Kg  cm  %ota.- Para los motores de 2 tiemposA en la 3ormla anterior de!e de reemplaarse el alor de la relación de compresión real: GεHreal 4 no la G εH/eom?trica. ;am!i?nA ;am!i?nA (para los motores de 2 tiempos) 2  P  -o!realimentados E. C.: i =  12 − 18   Kg  cm  P i =   + − :   Kg  cm 2 -%o o!realimentados E. C.: 2

 P i =  2.+ − #. +  Kg  cm 2

-E. Ch.: *!serando e:   )   P  ( P  ) # ( P  mi

 

η 

i ( teorica )

=Coe3iciente ⋅ (de plenitd de dia/rama

i

η:

 

( P mi ) #   ( P i ) : Presión media indicada real 5otores de # tiempos: η (

=

0.92   − 0.9:

5otores de 2 tiempos:

=

0.9#  

η (

− 1.00

1) Eficiencia Indicada "ηi) η i

=   1 −     ε 

1

n2

−1 

   ⋅η  ⋅η  ⋅η   ⋅η    α    c

 D

(

ηcI 'actor de 3orma de la cmara de com!stiónA ηcI1 para cmaras semies3?ricas. ηαI 'actor e depende de la composición de la mecla. (;a!las) ηDI 'actor e depende del dimetro del pistón η  D

= 1 ± 0.+  ⋅ ( D − 1+ ) 100

 D en cm

 

*tra manera de epresar ηi  P  ⋅ T  ⋅ α  ⋅ l o η i =  &aire ⋅ mi k   P k  ⋅ η v ⋅  P cal 

=  & ⋅

η i

⋅ ⋅  P  ⋅η  ⋅  P 

 P mi T k   M 1 k 

v

cal 

i tenemos en centa e ICte. $niersal de los /ases  Kcal   &

= 1.98+ Kmol −E K   

e/o: η i

A

  α  l o en  Kmol  Kg  c  M 1 = ⋅   −

= 1.98+ ⋅  P mi ⋅ T k  ⋅ M 1  P k  ⋅η v ⋅ P cal 

Pero, tam!i?n:  &

=

29.2

Entonces: η i =  0.0686 ⋅

 Kg )m  Kg)*K 

 

A   

1 Kcal  = #2: Kg  − m

⋅ ⋅ α  ⋅ l o  P k  ⋅η v ⋅ P cal 

 P mi T k 

Estando: ; en (=) Pcal en (=cal>=/-c)   − 0.+ an/o: η i = 0."9

13) -%esi&n Med Media ia de as -2%didas Mec5nicas Mec5nicas "-*) Para E. Ch.:  P m = 0.#+ + 0  .1#+ ⋅ ' m+ ⋅ P  Para E. C.:  P m = (1.0+ + 0.12+ ⋅ !+ − T ) p    ,n- .  Directa  P m  P m

= (0.9 + 0.12 ⋅ ' m+ ) ⋅ P    2T  = (1.0+ + 0.1"+ ⋅ !+ − T ) p   Cam   . Se+aradas

' m+

 P   = =  P    k   o!realimentado

Donde:

 P   = =  P    o  spiración %atral

$mpI elocidad media del pistón I carrera del cilindro en (mt) nI .P.5. e/o: Pm eda epresado en =/>cm2 

#4) -%esi&n Media Efecti:a "-e)  P     mi − P m e =  P  #1) Rendi*iento Mec5nico "η*) η m

=

 P e    P mi

E. Ch.: η m

=

  − 0.88 0.:+

E. C.: η m

=

0.::   − 0.92

##) Rendi*iento Efecti:o "ηe) E. Ch.: η e η  e

= η    ⋅ η  i

m

η e

E. C.:

=

=

0.21   − 0.28

  − 0.#2 0.29

= S  ⋅ n "0

 

#') Consu*o Es+ec Es+ecifico ifico Indicado de Co*6usti6e ";i)  g i

=

6"2  P cal  ⋅η i

Donde:

Pcal: en =cal>=/-c 6"2: 3actor de conersión de =cal a C-h Qi: sale en =/-c>C-h

#) Consu*o Es+ecifico cifico de Co*6usti6e ";e)  g i Es+e  g e

=

η m

#,) -otencia Indicada "Ni) )   i

= 60 ⋅  P  ⋅!  ⋅ γ   ⋅η  ⋅η  ⋅ n ⋅ i , C τ    6"2 ⋅ α ⋅ l  cal 

"

k 

v

i

o

Pcal: (=cal>=/-c), h: (olmen de tra!a@o en ts)  %ota.- i el motor es de 2 tiempos se sara hR e es el olmen real de tra!a@o t)A n: en rpmA i: nmero de cilindros γ <  %ota.- i se dan condiciones Po, ;o ;o 4 P