Problema 1. Un motor E.CH., automotriz, a gasolina, con carburador, de cuatro tiempos, tiene una eficiencia volumétrica de 80%, un coeficiente de exceso de aire ( ) de 0,96, una eficiencia indicada de 36% y una eficiencia mecánica de m =80% a su velocidad nominal, de 6000 RPM, con la válvula de mariposa completamente abierta. El motor es convertido para que trabaje alternativamente con gas natural (GNV), y para ello se le instala un “kit de conversión”. Cuando el motor trabaja a GNV, a la misma velocidad y con la misma posición de la mariposa del caso anterior, el coeficiente de exceso de aire es =0,98, la eficiencia volumétrica varía en 5%, la eficiencia indicada varía en 6%. Asumir que p0=1,01 bar; T0=20°C; que para la gasolina Hu=44 MJ/kg y l0=14,65; que para el GNV, Hu=49 MJ/kg, l0=17,1 kg/kg. Asumiendo lo demás que sea necesario, determinar: a) La presión media efectiva cuando el motor trabaja a gasolina en el régimen indicado, en MPa. b) La presión media indicada, en MPa, cuando el motor trabaja a GNV. c) La reducción de la potencia efectiva del motor cuando éste trabaja a GNV, en porcentaje. Problema 2. Un motor Diesel de 1,93 L de cilindrada, de cuatro tiempos, de cuatro cilindros, S/D=1,2; a 2200 rpm (régimen nominal), tiene una eficiencia efectiva de 38%, un coeficiente de exceso de aire =1,5, una eficiencia volumétrica de v =82%, y trabaja acoplado en este régimen a una bomba hidráulica mediante un reductor de velocidades con relación de transmisión constante. Si se considera que la presión media de las pérdidas mecánicas del motor se puede calcular por la fórmula pm=0,105+0,012Vp (en MPa), Donde Vp es la velocidad media de los pistones (en m/s). Asumiendo que p0=1,01 bar; T0=20°C; que para el petróleo Hu=42 MJ/kg y l0=14,3 kg/kg; y que para la bomba hidráulica se cumple las leyes de semejanza de las turbomáquinas (potencia n 3 ), determinar: a) La potencia efectiva del motor cuando la velocidad de la bomba (con respecto a la inicial) desciende en 50%, en kW. b) La eficiencia mecánica del motor correspondiente al régimen de la pregunta anterior, en %
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Problema 1. Un motor E.CH., automotriz, a gasolina, con carburador, de cuatro tiempos, tiene una
eficiencia volumétrica de 80%, un coeficiente de exceso de aire ( ) de 0,96, una eficiencia indicada de 36%
y una eficiencia mecánica de m =80% a su velocidad nominal, de 6000 RPM, con la válvula de mariposa
completamente abierta. El motor es convertido para que trabaje alternativamente con gas natural (GNV), y
para ello se le instala un “kit de conversión”. Cuando el motor trabaja a GNV, a la misma velocidad y con la
misma posición de la mariposa del caso anterior, el coeficiente de exceso de aire es =0,98, la eficiencia
volumétrica varía en 5%, la eficiencia indicada varía en 6%. Asumir que p0=1,01 bar; T0=20°C; que para la
gasolina Hu=44 MJ/kg y l0=14,65; que para el GNV, Hu=49 MJ/kg, l0=17,1 kg/kg. Asumiendo lo demás que
sea necesario, determinar:
a) La presión media efectiva cuando el motor trabaja a gasolina en el régimen indicado, en MPa.
b) La presión media indicada, en MPa, cuando el motor trabaja a GNV.
c) La reducción de la potencia efectiva del motor cuando éste trabaja a GNV, en porcentaje.
Problema 2. Un motor Diesel de 1,93 L de cilindrada, de cuatro tiempos, de cuatro cilindros,
S/D=1,2; a 2200 rpm (régimen nominal), tiene una eficiencia efectiva de 38%, un coeficiente de
exceso de aire =1,5, una eficiencia volumétrica de v =82%, y trabaja acoplado en este régimen a
una bomba hidráulica mediante un reductor de velocidades con relación de transmisión constante. Si
se considera que la presión media de las pérdidas mecánicas del motor se puede calcular por la
fórmula
pm=0,105+0,012Vp (en MPa),
Donde Vp es la velocidad media de los pistones (en m/s). Asumiendo que p0=1,01 bar; T0=20°C; que para el
petróleo Hu=42 MJ/kg y l0=14,3 kg/kg; y que para la bomba hidráulica se cumple las leyes de semejanza de
las turbomáquinas (potencia n3), determinar:
a) La potencia efectiva del motor cuando la velocidad de la bomba (con respecto a la inicial) desciende
en 50%, en kW.
b) La eficiencia mecánica del motor correspondiente al régimen de la pregunta anterior, en %
Problema 3. La tabla que se muestra, corresponde a datos de motores Diesel de aspiración natural, de cuatro
tiempos, con cámaras de inyección directa (fijarse en las unidades)..
Parámetro Valor numérico
Velocidad media del pistón (m/s) 4 6 8 10 12
Consumo específico de combustible (kg/MJ) 0,068 0,063 0,061 0,064 0,076
Presión media efectiva (bar) 7,24 8,00 8,08 7,70 6,93