El motor encendido por compresión y su balance térmico . prof. AGUILAR REYES JAIME ING.

1. Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de ingeniería
REPORTE 8: EL MOTOR
ENCENDIDO POR
COMPRESIÓN Y SU BALANCE
TÉRMICO
NOMBRE: LEGAZPI ASCENCIO AXHEL
GRUPO: 8
LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS
Fechade realización:13/10/2016
Fechade entrega:20/10/2016

2. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
1. Describa paso a paso, como se transforma la energía en un motor encendido por
compresión de 2 y 4 tiempos o carreras. Mínimo una cuartilla para cada uno de los
motores.
De 2 tiempos
 Fase de admisión-compresión.
El pistón al subir por el cilindro descubre el conducto por el que se introduce mezcla de
gasolina/aceite y aire directamente al cárter. Al mismo tiempo la cara superior del pistón
comprime la mezcla (previamente trasvasada desde el cárter a través de las lumbreras de
admisión) contra la culata. En este caso el cárter el hermético ya que al volver a bajar el
pistón, este provoca una cierta presión (pre compresión) que empuja los gases del cárter a
través de los conductos de carga (lumbreras de transferencia o tránsfers) que permiten
volver a llenar la parte superior del cilindro con mezcla fresca.
Aquí se puede ver que en un solo tiempo se genera el trabajo transmitido a la flecha,
además de la energía gastada en eliminar la humedad del combustible y el aire, la energía
perdida por la formación de agua al reaccionar el aire con el hidrógeno del combustible.
En la combustiónse queda la energía por el combustible no quemado y a la hora del escape
se va parte de la energía con los gases calientes de combustión.
 Fase de explosión- escape.
El pistón al llegar al punto inferior de su recorrido reinicia su camino hacia arriba con lo que
cierra de nuevo la lumbrera de transferencia e inicia la compresión de los gases frescos.
El segundo tiempo corresponde a la carrera de retorno del pistón al P.M.S. La primera
parte está todavía dedicada a la fase de barrido y admisión, pero la segunda, a la fase de
compresión. Antes de que la carrera esté terminada, el borde inferior del pistón deja libre la
lumbrera B de entrada del fluido en el cárter; éste penetra por efecto de la depresión creada
a causa del movimiento del pistón y es luego comprimido durante la carrera siguiente.
Como quiera que se tenga una carrera útil por cada giro del eje cigüeñal, la frecuencia de
la carrera útil y, por consiguiente, la potencia obtenida, resulta teóricamente doble de la de
un motor de 4 tiempos de igual cilindrada. El aumento de la frecuencia de la carrera útil un
calentamiento excesivo de las partes tiende, sin embargo, a causar del motor y, por ello, a
producir una rotura de la película de aceite lubricante con peligro de averías en el pistón y
en el cilindro. La velocidad del motor de 2 tiempos debe, por ello, ser en general un poco
inferior a la necesaria para realizar el doble de la potencia.

3. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
De 4 tiempos
 ADMISIÓN: En esta fase el descenso del pistón aspira el aire en motores de
encendido por compresión. En el primer tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de
levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es
descendente.
En la cámara de combustión se abre, a su debido tiempo, la válvula de aspiración
para permitir la entrada del aire o de la mezcla gaseosa combustible. La válvula
empieza a abrirse antes de iniciarse la carrera y se cierra después de realizada la
carrera.
 COMPRESIÓN: Cerrada la válvula de aspiración durante la carrera de retorno del
pistón, la carga es comprimida en la cámara de combustión hasta un valor máximo,
que se alcanza al final de dicha carrera. En este instante, el volumen de la carga
queda reducido a una fracción del volumen que tenía al principio de la carrera; esta
fracción es la inversa de la relación volumétrica de compresión.
En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas
válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.
 COMBUSTIÓN y EXPANSIÓN: Poco después del final de la carrera de compresión
se produce el encendido espontáneo del combustible inyectado en la cámara de
combustión. en los motores diésel, se inyecta a través del inyector el combustible
muy pulverizado, que se auto-inflama por la presión y temperatura existentes en el
interior del cilindro.
El valor alcanzado por la presión después del encendido es, aproximadamente 2 a
4 veces superior al que tenía inicialmente, por lo que el pistón es empujado hacia
abajo. Antes de que la carrera de trabajo se complete, comienza a abrirse la válvula
de escape y los gases de la combustión, que están todavía bajo cierta presión,
empiezan a salir.
Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal gira
180º mientras que el árbol de levas gira 90º respectivamente, ambas válvulas se
encuentran cerradas y su carrera es descendente.
 ESCAPE: Durante la siguiente carrera de retorno hacia el PMS, el pistón expulsa
los gases de la combustión a través de la válvula de escape. Al final de la carrera, o
poco después, se cierra la válvula de escape; entretanto permanece abierta la
válvula de aspiración y comienza un nuevo ciclo, que se repite con regularidad.
También se debe tomar en cuenta el sistema
de enfriamiento que hace que el motor no
eleve tanto su temperatura, por lo que le quita
energía calorífica al sistema y se la transfiere
al agua de enfriamiento.

4. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
2. Alternativas de cogeneración (trigeneración) con motores Diésel. Proponer arreglos con
motores diésel, describir oportunidades de ahorro de energía, equipos componentes,
variantes, etc.
Normalmente, las plantas de cogeneración suelen ser para autoconsumo (generación solo para uso
propio), aunque también pueden vender el calor producido a alguna industria cercana a la planta de
cogeneración y la electricidad generada se puede verter a la red de distribución. Las plantas de
cogeneración tienen una alta eficiencia energética, mientras la eficiencia media de generación de
electricidad es menos del 50%, las plantas de cogeneración presentan eficiencias superiores al 75%.
Usualmente los motores de combustión interna se implementan en sistemas de cogeneración para
la generación de electricidad y las principales ventajas son:
 Menor impacto ambiental
 Confiabilidad y seguridad energética
 Tecnología probada
 Buen desempeño ante fluctuaciones de carga
 Permite la reducción de pérdidas asociadas a la red de transmisión y distribución
Arreglos propuestos con motor diésel
El calor contenido en los humos de escape del motor se recupera en una caldera de recuperación,
produciendo vapor que es utilizado en una turbina de vapor para producir más energía eléctrica o
energía mecánica. El circuito de refrigeración de alta temperatura del motor se recupera en
intercambiadores, y el calor recuperado se utiliza directamente en la industria asociada a la planta
de cogeneración.

5. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
Motor diésel
 Eficiencia eléctrica :30%-50%
 Costo instalado: MXN 16´172.1- 30´440/Kw
 Costo operación y mantenimiento: MXN 0.13-0.19 /Kw h
 Disponibilidad: 90% - 95%
 Espacio requerido: 0.021 m2/ kw
Motor a gas
 Eficiencia eléctrica :25%-45%
 Costo instalado: MXN 16´172.1- 30´440/Kw
 Costo operación y mantenimiento: MXN 0.17-0,34 /Kw h
Gases a alta
temperatura

6. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
 Disponibilidad: 92% - 97%
 Espacio requerido: 0.029 m2/ kw
Los elementos comunes de cualquier planta de cogeneración
1. Fuente de energía primaria. Suele ser gas natural, gasóleo o fuelóleo.
2. El elemento motor. Es el elemento encargado de convertir energía térmica en mecánica.
3. El sistema de aprovechamiento de energía mecánica. En general suele estar formado por un
alternador que la transforma en eléctrica, muy versátil y fácil de aprovechar, pero también puede
tratarse de compresores, bombas, etc, donde la energía mecánica se aprovecha directamente.
4. El sistema de aprovechamiento de calor. Puede tratarse de calderas recuperadoras de calor de
gases de escape, secaderos o intercambiadores de calor, o incluso unidades de absorción que
producen frío a partir de este calor de bajo rango.
5. Sistemas de refrigeración. Al final, siempre una parte de la energía térmica contenida en el
combustible no será aprovechada en la planta y debe ser evacuada. Las torres de refrigeración. Los
aerocondensadores o los intercambiadores suelen ser elementos habituales de estos sistemas. Un
objetivo muy importante del diseño de una planta de cogeneración es minimizar esta cantidad de
calor desaprovechada y evacuada a la atmósfera.
6. Sistema de tratamiento de agua. Tanto el sistema de refrigeración como el de aprovechamiento
de calor requieren unas especificaciones en las características físico-químicas del fluido que utilizan
(generalmente agua) que requiere de una serie de sistemas para su tratamiento y control.
7. Sistema de control, que se encarga del gobierno de las instalaciones, normalmente muy
automatizadas.
8. Sistema eléctrico, que permite tanto la alimentación de los equipos auxiliares de la planta, como
la exportación/importación de energía eléctrica necesaria para cumplir el balance. La fiabilidad de
esta instalación es muy importante, así como la posibilidad de trabajo en isla, lo que permite alimentar
la fábrica en situación de deficiencia de la red externa y estar disponible inmediatamente en el
momento que se restablezcan las condiciones del servicio.

7. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
2. Cálculos del balance térmico y grafico de barras (elaborado en
computadora).
a) Instalación y su balance térmico
b) Cálculos
1. Energía suministrada 𝐸1 [𝑊]
𝐸1 = 𝐺 𝐶( 𝑃𝐶𝐴)
Datos:
𝑃𝐶𝐴 = 44,942 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔
)
𝐺 𝐶 = 0.00168780 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
)
Sustituyendo:
𝑬 𝟏 = (0.00168780 (
𝑘𝑔
𝑠
)) (44 942 000 (
𝐽
𝑘𝑔
) ) = 𝟕𝟓𝟖𝟓𝟑. 𝟒𝟗𝟒𝟒[𝑾]
2. Gasto de combustible 𝐺 𝐶 (
𝑘𝑔
𝑠
)
𝐺 𝐶 =
𝐴 𝑦 𝐶
𝑡 𝐶
𝜌 𝐷𝐼𝐸𝑆𝐸𝐿
Datos
𝑑 𝐶 = 0.093 𝑚
𝑦 𝐶 = 0.05 𝑚
𝑡 𝐶 = 163 𝑠
𝜌 𝐷𝐼𝐸𝑆𝐸𝐿 = 810 (
𝑘𝑔
𝑚3
)
𝐴 =
𝜋(𝑑 𝑐)2
4
=
𝜋(0.093 𝑚)2
4
= 0.0067929 𝑚2
Sustituyendo

8. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
𝑮 𝑪 =
(0.00679292 𝑚2)(0.05 𝑚)
163 𝑠
(810 (
𝑘𝑔
𝑚3
)) = 𝟎. 𝟎𝟎𝟏𝟔𝟖𝟕𝟖𝟎 (
𝒌𝒈
𝒔
)
3. Energía aprovechada (en la flecha salida motor diésel) 𝐸2 [𝑊]
𝑬 𝟐 =
𝑊̇ 𝑓
𝜂 𝑇
Dato
𝜂 𝑇 = 0.85
Sustituyendo
𝑬 𝟐 =
𝑊̇ 𝑓
𝜂 𝑇
=
16404.7543(𝑊)
0.85
= 𝟏𝟗𝟐𝟗𝟗.𝟕𝟏𝟏[𝑾]
4. Potencial al freno 𝑊̇ 𝑓 [𝑊]
𝑊̇ 𝑓 = 𝑇 𝜔̇ = 𝐹 𝑑
2𝜋𝑁
60
Datos
𝐹 = 11.4 ( 𝑘𝑔 𝑓) = 111.7958 [ 𝑁]
𝑑 = 0.475 𝑚
𝑁 = 2950 𝑅𝑃𝑀
Sustituyendo
𝑊̇ 𝑓 = (111.7958 ( 𝑁))(0.475 𝑚)(
2𝜋 (2950 𝑟𝑝𝑚)
60
) = 𝟏𝟔𝟒𝟎𝟒. 𝟕𝟓𝟒𝟑[𝐖]
5. Energía perdida por la humedad del combustible (perdidas de energía debido a la
humedad del combustible)
𝐸3 = 𝐺 𝐶 𝜇 Δℎ
Datos
𝜇 = 0.008 (
𝑘𝑔 𝐻2𝑂
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
)
𝑇1 = 19°𝐶 ( 𝑇𝑒𝑚𝑝. 𝑎𝑚𝑏𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒)
𝑇2 = 325°𝐶 (𝑇𝑒𝑚𝑝 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠)
𝑇𝑆𝐴𝑇 = 93°𝐶
𝐶𝑝 𝐿 = 4.186 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔𝐾
)

9. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
𝐶𝑝𝑣 = 1.922 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔 𝐾
)
𝐺 𝐶 = 0.00168780 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
)
Donde
Δℎ = 𝐶𝑝 𝐿( 𝑇𝑆𝐴𝑇 − 𝑇1) + ℎ 𝑓𝑔 + 𝐶𝑝𝑣(𝑇2 − 𝑇𝑆𝐴𝑇)
De tablasde agua saturada con 𝑃 = 0.796 (
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
) = 78.06 (𝑘𝑃𝑎)
𝑃 (𝑘𝑃𝑎)
ℎ 𝑓 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔
) ℎ 𝑔 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔
)
75 384.44 2662.4
78.06 hf hg
100 417.5 2675.0
Interpolando
ℎ 𝑓 = 388.48 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔
)
ℎ 𝑔 =2663.94(
𝑘𝐽
𝑘𝑔
)
ℎ 𝑓𝑔 = 2275.45 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔
)
Sustituyendo
Δℎ = (4.186 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔𝐾
))(93°𝐶 − 19°𝐶)+ 2275.45 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔
) + (1.922 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔 𝐾
))(325°𝐶 − 93°𝐶)
𝚫𝒉 = 𝟑𝟎𝟑𝟏.𝟏𝟏𝟖 (
𝒌𝑱
𝒌𝒈
)
Y sustituyendoparaE3
𝑬 𝟑 = (0.00168780 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
))(0.008 (
𝑘𝑔 𝐻2𝑂
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
))(3031118.0 (
𝐽
𝑘𝑔
)) = 40.9276 [𝑾]

10. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
6. Pérdidas de energía debido a la formación de agua a partir del hidrógeno que
contiene el combustible 𝐸4 [𝑊]
𝐸4 = 9( 𝐻 𝐶 −
𝑂𝐶
8
) 𝐺 𝐶 Δℎ
Datos
𝐻 𝐶 = 0.07 (
𝑘𝑔 𝐻
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
)
𝑂𝐶 = 0.03 (
𝑘𝑔 𝑂
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
)
Δℎ = 3031.128 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔
)
𝐺 𝐶 = 0.00168780 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
)
Sustituyendo
𝐸4 = 9 (0.07 −
0.03
8
) (0.00168780 (
𝑘𝑔
𝑠
)) (3031118 (
𝐽
𝑘𝑔
)) = 𝟑𝟎𝟓𝟎.𝟑𝟖𝟑𝟒 (𝑊)
7. Energía perdida por la humedad del aire de admisión 𝐸5 [𝑊]
𝐸5 = 𝐺𝑎 𝛾 𝐶𝑝𝑣 Δ𝑇
Donde
𝐺𝑎 =
28 𝑁2
12 ( 𝐶𝑂 + 𝐶𝑂2)(0.768)
𝐺 𝐶 𝐶
Datos
𝐶𝑂2 = 8.6%
𝐶𝑂 = 1.4%
𝑂2 = 10%
𝐶 = 0.8 (
𝑘𝑔 𝐶
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
)
𝐺 𝐶 = 0.00168780 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
)
Δ𝑇 = 𝑇2 − 𝑇1 = 325°𝐶 − 19°𝐶 = 306°𝐶
𝑁2 = 100% − ( 𝐶𝑂2 + 𝐶𝑂 + 𝑂2) = 100% − 8.6%& − 1.4% − 10% = 80%
Sustituyendo

11. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
𝐺𝑎 =
28 (80)(𝑘𝑔𝑎 )
12 (1.4 + 8.6)(0.768)(𝑘𝑔𝐶 )
(0.8 (
𝑘𝑔𝐶
𝑘𝑔𝑐𝑜𝑚𝑏
)) (0.00168780 (
𝑘𝑔𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
)) = 𝟎. 𝟎𝟑𝟐𝟖𝟏𝟖 (
𝒌𝒈 𝒂
𝒔
)
De lacarta psicrométricapara 𝑃 = 78.06(𝑘𝑃𝑎)
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑏𝑢𝑙𝑏𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑇1 = 19°𝐶
𝜙 = 71%
Relaciónde humedad
𝛾 = 0.013 (
𝑘𝑔 𝐻2𝑂
𝐾𝑔 𝐴𝑖𝑟𝑒
)
Sustituimos
𝑬 𝟓 = (0.032818 (
𝑘𝑔 𝑎
𝑠
)) (0.013 (
𝑘𝑔 𝑣
𝑘𝑔 𝑎
)) (1922 (
𝐽
𝑘𝑔 𝑣 𝐾
)) (325°𝐶 − 19°𝐶) = 𝟐𝟓𝟎.𝟗𝟐𝟏 [𝐖]
8. Energía perdida por los gases producto de la combustión. 𝐸6 [𝑊]
𝐸6 = 𝐶𝑝 𝑔𝑠 𝐺𝑔𝑠 Δ𝑇
Datos
𝐶𝑂2 = 8.6%
𝐶𝑂 = 1.4%
𝑂2 = 10%
𝐶 = 0.8 (
𝑘𝑔 𝐶
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
)
𝑁2 = 80%
𝐺 𝐶 = 0.00168780 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
)
𝐶𝑝 𝑔𝑠 = 1.004 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔 𝐾
)
Δ𝑇 = 306 °𝐶
Sustituyendodatos

12. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
𝐺𝑔𝑠 =
28𝑁2 + 28𝐶𝑂 + 32𝑂2 + 44𝐶𝑂2
12 ( 𝐶𝑂 + 𝐶𝑂2)
𝐺 𝐶 𝐶
𝐺𝑔𝑠 =
28(80) + 28(1.4) + 32(10) + 44(8.6)(𝑘𝑔 𝑔𝑠 )
12 (1.4 + 8.6)(𝑘𝑔𝐶 )
(0.00168780 (
𝑘𝑔𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
)) (0.8 (
𝑘𝑔𝐶
𝑘𝑔𝑐𝑜𝑚𝑏
))
𝐺𝑔𝑠 = 0.033504 (
𝑘𝑔 𝑔𝑠
𝑠
)
Sustituyendodatosparaobtener E6
𝑬 𝟔 = (1 004 (
𝐽
𝑘𝑔 𝑔𝑠
𝐾
))(0.033504 (
𝑘𝑔 𝑔𝑠
𝑠
)) (306°C) = 𝟏𝟎𝟐𝟗𝟑. 𝟐𝟕𝟏𝟔 [𝐖]
9. Energía perdida por el combustible no quemado 𝐸7 [𝑊]
𝐸7 = 𝐺𝑐𝑛𝑞 (𝑃. 𝐶)
Datos
𝐶𝑂2 = 8.6%
𝐶𝑂 = 1.4%
𝐶 = 0.8 (
𝑘𝑔 𝐶
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
)
𝐺 𝐶 = 0.00168780 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
)
𝑃. 𝐶. = 𝑃. 𝐶. 𝐶𝑂− 𝑃. 𝐶. 𝐶𝑂2 = 23.659 (
𝑀𝐽
𝑘𝑔 𝑐𝑛𝑞
)
Sustituyendo datos para el gasto másico de combustibles de quemados
𝐺𝑐𝑛𝑞 =
𝐶𝑂
( 𝐶𝑂 + 𝐶𝑂2)
𝐺 𝐶 𝐶
𝐺𝑐𝑛𝑞 =
1.4(𝑘𝑔 𝑐𝑛𝑞
)
(1.4 + 8.6)(𝑘𝑔 𝐶
)
(0.00168780 (
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
𝑠
))(0.8 (
𝑘𝑔 𝐶
𝑘𝑔 𝑐𝑜𝑚𝑏
))
= 0.0001890345 (
𝑘𝑔 𝑐𝑛𝑞
𝑠
)
Sustituyendodatosparaobtener E7

13. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
𝑬 𝟕 = (0.0001890345 (
𝑘𝑔 𝑐𝑛𝑞
𝑠
))(23659000 (
𝐽
𝑘𝑔 𝑐𝑛𝑞
)) = 𝟒𝟒𝟕𝟐.𝟑𝟔𝟖𝟕𝟒𝟗[𝑾]
10. Energía perdida por el agua de enfriamiento 𝐸8 [𝑊]
𝐸8 = (𝑀̇ 𝐶𝑝 ∆𝑇) 𝐻2𝑂
Datos
(∆𝑇) 𝐻2𝑂 = 𝑇𝑎2 − 𝑇𝑎1 = 60°𝐶 − 50°𝐶 = 10°𝐶
𝐶𝑝 = 4.186 (
𝑘𝐽
𝑘𝑔𝐾
)
Para obtener 𝑀̇
𝑀̇ =
𝑉𝐻2𝑂
𝑡 𝑎
𝜌 𝐻2𝑂 =
𝜋𝑟𝑎
2 𝑦𝑎
𝑡 𝑎
𝜌 𝐻2𝑂
𝑑 𝑎 = 8" = 0.2032 𝑚
𝑦𝑎 = 0.302 𝑚
𝑡 𝑎 = 14 𝑠
𝜌 𝐻2𝑂 = 1000 (𝑘𝑔/𝑚3)
𝑀 =
𝜋(0.1016 𝑚)2(0.302 𝑚)
14 𝑠
(1000 (
𝑘𝑔
𝑚3
)) = 0.69954 (
𝑘𝑔
𝑠
)
Sustituyendodatos correspondientesparaobtenerE8
𝑬 𝟖 = (0.69954 (
𝑘𝑔
𝑠
))(4 186 (
𝐽
𝑘𝑔𝐾
))(10°𝐶) = 𝟐𝟗𝟐𝟗𝟐. 𝟗𝟗𝟎𝟎𝟒[𝑾]
11. Perdidas no calculables
𝐸9 = 𝐸1 − ∑ 𝐸𝑖
8
𝑖=2
𝐸9 = 75853.4944 − 19299.71 − 40.9276 − 3050.3834 − 250.921 − 10293.2716
− 4472.368749− 29292.99004
E9 = 𝟗𝟏𝟓𝟐. 𝟗𝟐𝟐𝟎𝟏[𝐖]
Eficiencia térmica total
𝜂 =
𝐸2
𝐸1
=
19299.71
75853.4944
= 0.254434

14. LAB. DE MÁQUINAS TÉRMICAS. EL MOTOR ENCENDIDO POR COMPRESIÓN Y SU BALANCE TÉRMICO. Legazpi Ascencio Axhel
𝜼 = 𝟐𝟓. 𝟒𝟒𝟑𝟒𝟑 %
c) Gráfica de barras de las 𝐸𝑖′𝑠
4. Comentarios y fuentes consultadas
Referencias
 Obert. Motores de combustión interna.
 Giacosa. Motores endotérmicos
 Heywood J. Internal Combustion engine Fundamentals. ED. Mc. Graw
Hill. USA. 1988.
 Manual del Ingeniero Mecánico. Marx. Manual del Ingeniero Químico.
Perry.
 Termodinámica. Cengel-Boles.
 https://www.estrucplan.com.ar/Producciones/imprimir.asp?IdEntrega=2773
 http://www.cogeneramexico.org.mx
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9
Chart Title

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