Ejercicios: Motores Y Máquinas.

Ejercicios: Motores y Máquinas.

Ciclos y renovación de la carga

1.1.-Determinar las coordenadas de los puntos de un ciclo Otto teórico así como el rendimiento térmico, conociéndose los datos siguientes:

Cilindrada Vc = 2000 cm3

Presión de admisión : p1 = 1 bar

Temperatura de admisión T1 = 350 K

Relación de compresión :  = 10

Dosado F = 1/15,2

Poder calorífico del combustible : Hi = 42000 kJ/kg.

Calor especifico a volumen constante de la mezcla cv= 720 J/kg K

Exponente adiabático  = 1, 41

1.2.-Un motor de encendido por compresión de 4T trabaja sobre un ciclo teórico de aire. El consumo de combustible es 15 l/h a 2000 r/min. Sabiendo que la cilindrada es 5000 cm3 , Presión en la admisión 0,95 bar, Dosado 1/25, Relación de compresión 22, Poder calorífico Hi = 42000 kJ/kg, R= 8315 J/kmol K, Ma= 29 kg/kmol, = 1,41 ; g = 0,86 kg/l.

Determinar:

1.- Consumo de aire por ciclo.

2.- Coordenada P,V,T de los puntos del ciclo.

3.- Grado de combustión, rendimiento térmico, y calores aportado y cedido.

4.- Trabajo, par motor, potencia y presión media teóricos.

1.3.-Un motor de encendido provocado de 4T trabaja a 4500 r/min según un ciclo teórico de aire. Conociéndose los siguientes datos:

Presión de admisión p1 = 0,9 bar, Temperatura al final de la admisión T1 = 60 C, Cilindrada Vc = 1600 cm3, Relación de compresión  = 10, Dosado 1/20, Poder calorífico Hi = 42000 kJ/kg, R= 8315 J/kmol K, Ma= 29 kg/kmol, = 1,41 ; g = 0,76 kg/l.

Determinar:

1.- Coordenadas P,V,T de los puntos del ciclo grado de explosión y rendimiento térmico.

2.- Calores aportado y cedido.

3.- Trabajo, par motor y potencia desarrollada.

4.- Presión media teórica y consumo horario de combustible.

1.4.-En el ciclo representado en la figura 1 determinar el rendimiento térmico teórico sabiendo que T2 = 4T1 ; T3 = 6T1 ; T4 = 10T1 ; T5 = 4T1 ;  = 1,4

fig 1 fig 2

1.5.-En el ciclo representado en la figura 2 determinar el rendimiento térmico teórico y la presión al final de la carrera de trabajo en función de P1 .

P2 = 26 P1 ; P3 = 4P2 ;  = 1,41

1.6.-La presión media efectiva de un motor de gasolina es de 10 bar, siendo las calorías totales introducidas de 0,6 kcal/ciclo. Con relación a su ciclo teórico, se sabe que los valores de p1,p2 y p3 son, respectivamente, 1, 10 y 40 bar. Si el motor tiene 6 cilindros y gira a 3000 r/min, ¿cual es la potencia útil de este motor?

1.7.-Se tiene un motor Diesel, en. el que p1 = 1 bar; monocilíndrico, Vc = 1 020 cm3 =18. Sabiendo que la relación de mezcla es de 22/1, el rendimiento volumétrico = 0.75, y el poder calorífico del combustible H = 10.800 kcal/kg, Calcular los parámetros p - V del ciclo teórico. Calcular Q1 y Q2.

1.8.-Un motor diesel de 4T de 5000cm3 de cilindrada desarrolla una potencia efectiva de 60 kW a 1900 r/min consumiendo un caudal de aire de 4,25 kg/min y una cantidad de combustible de 135 cm3 en 30 s. Si el rendimiento indicado es la mitad del mecánico, la densidad del aire en el exterior 1,12 kg/m3 y H = 42.000 kJ/kg, calcular:

1.- Los rendimientos volumétrico, indicado y mecánico: g = 0,84 kg/L

2.- El dosado.

3 - La presión media debida a las pérdidas mecánicas.

1.9.-Un motor Diesel de 4 cilindros y 4T tiene 5000 cm3 de cilindrada. El consumo especifico es de 240 gr/ kW-h Sabiendo que la presión media debida a las pérdidas mecánicas es el 20% de la.presión media indicada, y presión media efectiva es 7bar. Calcular:

1 - Los rendimientos, indicado, mecánico y efectivo.

2 - Potencia y par motor efectivos, sin gira a 2000 r/min (Hi= 42000kJ/kg)

3 - Cantidad de combustible inyectado en cada cilindro.

1.10.-Un tractor está equipado con un motar de 6 cilindros y 4 tiempos su cilindrada total es 5,000 cm3 . Si la carrera es 10 cm y el dosado F= 0,04 , determinar:

1.- Velocidad de giro del motor para una velocidad media del pistón de 8 m/s

2.- Potencia al freno para un v = 0,8 ; m = O,7 ; t = 0, 6 ;  =0,76 ; Hi = 42 MJ/kg. a = 1,25 g/l

3.- Consumos específico y horario.

1.11.-La presión de admisión de un motor es 950 mb y la ambiental 1000 mb. Se desea conocer como afectan las temperaturas de invierno y verano al rendimiento volumétrico si las presiones antes citadas no se modifican.

En invierno consideramos una temperatura ambiente de 0 C y 80 C la del aire en la admisión, mientras que en verano la temperatura del ambiente es 40 C y la del aire de admisión 90 C.

1.12.-Un motor atmosférico trabaja en una zona cuya presión ambiental es 1000 mb y posteriormente en otra de 900 mb. Si en ambos casos la temperatura ambiente y la de admisión permanecen constantes, se pide determinar como afecta el cambio de presión atmosférica al rendimiento volumétrico, teniendo en cuenta que la diferencia de presiones entre la del ambiente y la de admisión es 60 mb.

1.13.-Calcular las potencias teórica y indicada y efectiva así como el dosado relativo de un motor Otto de 4 cilindros y 4T cuyas características son las siguientes:

Cilindrada 1,400 cm3

Régimen 3.000 r/min

Relación de compresión 8,5

Rendimiento volumétrico 0,75

Consumo específico 260 gr/kW-h

Rendimiento mecánico 0,8

Presión media ideal 25 bar

Poder calorífico 42000 kJ/kg

Dosado estequiométrico 0,0645

Densidad del aire 1,23 g/l

1.14.-En el ensayo de la potencia al freno de un tractor con motor Diesel de 4 cilindros y 4 T , de 4.600 cm3 de cilindrada se han obtenido los siguientes resultados:

Régimen del motor 1.600 r/min

Par motor 520 N.m en la toma de fuerza a 540 r/min

Consumo de combustible 50 g en 14 s

Determinar :

Potencia del tractor, Consumo específico , Rendimiento efectivo y Combustible inyectado por ciclo . Poder calorífico 42 MJ/kg.

1.15.-De un motor monocilíndrico de encendido provocado se sabe que a un determinado régimen proporciona un par motor efectivo de 100 N.m . Si el consumo específico vale 350 gr/kW-h, el rendimiento volumétrico 0,75; el dosado 0,07 y la densidad del aire 1,2 kg/m3 . Determinar su cilindrada.

1.16.-Un motor Diesel

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