Generación de energía: Ciclos de potencia a gas

UPC  UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS

División de Estudios Profesionales para Ejecutivos                           TERMODINÁMICA  APLICADA

Seminario N°6

 Generación de energía: Ciclos de potencia a gas

Motor de encendido por chispa (Ciclo Otto)

1. La relación de compresión de un ciclo Otto de aire estándar es 9.5. Antes del proceso de compresión isentrópica el aire está a 100 kPa, 35oC y  ocupa 1600 cm3. La temperatura final del proceso de expansión es  550oC.  

1. Calcule la temperatura más alta en el ciclo
2.  El calor transferido por ciclo
3.  La eficiencia térmica
4. La potencia desarrollada en el cigüeñal si éste gira a razón de 2500 rpm

Datos para el aire:    CV = 0.716 kJ/kg. K , CP = 1.0034 kJ/kg K   γ = 1.4  Masa molar = 29 kg/kmol

                R = 8.314 kJ/kmol. K  = 8.314 kPa. m3/kmol K = 0.082 atm.m3/kmol. K

1. Un motor de gasolina (Otto) tiene una relación de compresión igual a 8. Al inicio de la compresión  el aire está a 25oC y 100 kPa y la temperatura máxima en el motor  es de 1500oC. Si el consumo de combustible es de 8 L/h (densidad = 0.75 kg/L) , el poder calorífico del combustible es 45 000 kJ/kg y la eficiencia del motor (eficiencia térmica)  es 30%, determine:

1. La potencia entregada por el motor
2. El volumen de aire admitido en cada ciclo, si el cigüeñal gira a razón de 1400 rpm

Motor de encendido por compresión (Ciclo Diesel)

1. Un motor de encendido por compresión de seis cilindros, de cuatro tiempos y de 4.8 L, opera en el ciclo diesel ideal con una relación de compresión de 17. El aire está al principio de la compresión a 95 kPa y 55oC y la velocidad de giro del motor es 2000 rpm. El motor usa combustible diesel ligero con un poder calorífico de 42 500 kJ/kg, una relación de aire-combustible de 24. Determine:

1. La temperatura máxima y la relación de corte
2. La salida de trabajo neto por ciclo y la eficiencia térmica
3. La salida de potencia neta
4. El consumo de combustible específico (masa de combustible/kWh de trabajo neto

       Datos:             CP =  1.110 kJ/kg.oC      CV =  0.823  kJ/kg.oC            γ = 1.349

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