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Universidad Tecnológica De Panamá Laboratorio De Termodinámica II LABORATORIO N°3 Ciclo Otto y Ciclo Diesel REPASO DE TERMODÍNAMICA I Integrantes: Grupo: Laboratorio B, Termodinámica 18/09/2019 Introducción Nicolaus August Otto fue un ingeniero alemán reconocido mundialmente por haber creado en 1876 el primer motor de gasolina de cuatro tiempos con carga comprimida que fue la base para todos los motores posteriores de combustión interna.1 En 1864 fundó junto con Eugen Langen la primera fábrica de motores en el mundo llamada "NA Otto & Cie". Fue el padre de Gustav Otto, cofundador de BMW con Karl Rapp en 1917. Rudolf Christian Karl Diesel fue un ingeniero alemán, inventor del carburante diésel y del motor de combustión de alto rendimiento que lleva su nombre, el motor diésel. En este informe analizaremos estos dos grandísimos inventos que han revolucionado la industria veremos sus ventajas desventajas cual es más utilizado y porque las diferencias de 2 tiempos y 4 tiempos y sus aplicaciones y su eficiencia ambos explicaremos el funcionamiento y explicar que pasa en cada estado además resolveremos dos problemas los graficaremos con ayuda de termograf. https://es.wikipedia.org/wiki/Ingeniero https://es.wikipedia.org/wiki/Ingeniero https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania https://es.wikipedia.org/wiki/1876 https://es.wikipedia.org/wiki/1876 https://es.wikipedia.org/wiki/1876 https://es.wikipedia.org/wiki/1876 https://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina https://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina https://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna https://es.wikipedia.org/wiki/Nicolaus_Otto#cite_note-BRIT-1 https://es.wikipedia.org/wiki/Nicolaus_Otto#cite_note-BRIT-1 https://es.wikipedia.org/wiki/Nicolaus_Otto#cite_note-BRIT-1 https://es.wikipedia.org/wiki/1864 https://es.wikipedia.org/wiki/1864 https://es.wikipedia.org/wiki/1864 https://es.wikipedia.org/wiki/Eugen_Langen https://es.wikipedia.org/wiki/Eugen_Langen https://es.wikipedia.org/wiki/Eugen_Langen https://es.wikipedia.org/wiki/BMW https://es.wikipedia.org/wiki/BMW https://es.wikipedia.org/wiki/BMW https://es.wikipedia.org/wiki/1917 https://es.wikipedia.org/wiki/1917 https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel Problema #1 Alguien ha sugerido que el ciclo de Otto de aire estándar es más preciso si los dos procesos isentrópicos se reemplazan por procesos politrópicos con un exponente politrópico n = 1.3. Considere un ciclo así con una relación de compresión de 8, P1 = 95 kPa, T1 = 15 °C, y la temperatura máxima del ciclo es 1 200 °C. Determine el calor que se transfiere a este ciclo y que se rechaza de éste, así como la eficiencia térmica del ciclo. Use calores específicos constantes a temperatura ambiente. 1. Primero reunimos los datos 𝑛 = 1.3 𝑟 = 8 𝑃1 = 95𝐾𝑝𝑎 𝑇1 = 288.15 𝐾 𝑇3 = 1473.15 𝐾 𝑅 = 0.287 𝐶𝑣 = 0.718 2. Ahora reunimos las propiedades por estado y resolvemos los demás estados con los procesos politrópicos𝑃1𝑣1𝑛 = 𝑃2𝑣2𝑛, las relaciones de volumen 𝑣1 = 𝑣4, 𝑣2 = 𝑣3 y las relaciones de calores específicos constantes 𝑃1𝑣1 = 𝑅𝑇1. Estado #1 𝑃1 = 95𝑘𝑃𝑎 𝑇1 = 288.15𝐾 𝑃1𝑣1 = 𝑅𝑇1 0.287(288.15𝐾) 𝑚3 𝑣1 = = 0.8705 95𝑘𝑃𝑎 𝑘𝑔 Estado #2 𝑣𝑚𝑎𝑥 𝑟 = 8 = 𝑣𝑚𝑖𝑛 𝑚3 0.8705 𝑘𝑔 𝑚3 𝑣𝑚𝑖𝑛 = = 0.108814 8 𝑘𝑔 𝑃1𝑣1𝑛 = 𝑃2𝑣2𝑛 𝑃2 = = 1418.2101𝑘𝑃𝑎 𝑇2 = 537.7069𝐾 3. Repetimos los mismos procesos para el estado 3 y 4 completamos la tabla según los resultados obtenidos Estado #1 Estado #2 Estado #3 Estado #4 𝑃1 = 95𝑘𝑃𝑎 𝑃2 = 1418.21𝑘𝑃𝑎 𝑃3 = 3885.455𝑘𝑃𝑎 𝑃4 = 260.27𝑘𝑃𝑎 𝑇1 = 288.15𝐾 𝑇2 = 537.7069𝐾 𝑇3 = 1473.15𝐾 𝑇4 = 789.441𝐾 𝑚3 𝑣1 = 0.8705 𝑘𝑔 𝑚3 𝑣2 = 0.108814 𝑘𝑔 𝑚3 𝑣3 = 0.108814 𝑘𝑔 𝑚3 𝑣4 = 0.8705 𝑘𝑔 4. Ahora con las propiedades de cada estado calculamos el calor de entrada, calor de salida y la eficiencia. 𝑘𝑗 𝑞𝑖𝑛 = 𝐶𝑣(𝑇3 − 𝑇2) = 671.64 𝑘𝑔 𝑘𝑗 𝑞𝑜𝑢𝑡 = 𝐶𝑣(𝑇4 − 𝑇1) = 359.9273 𝑘𝑔 𝑞𝑜𝑢𝑡 𝑛𝑜𝑡𝑡𝑜 = 1 − = 0.46411 = 46.411% 𝑞𝑖𝑛 5. Graficamos Problema #2 Un ciclo Diesel ideal tiene una relación de compresión de 20 y una relación de cierre de admisión de 1.3. Determine la temperatura máxima del aire y la tasa de adición de calor a este ciclo cuando produce 250kW de potencia y el estado del aire al inicio de la compresión es de 90 kPa y 15 °C. Use calores específicos constantes a temperatura ambiente. Conclusión En esta ocasión tuvimos la oportunidad de analizar el ciclo Otto y el ciclo Diesel, analizar sus procesos y sus estados estas claro en como se comporta cada proceso para calcular sus propiedades en cada punto sabemos que a analizamos el ciclo Otto y Diesel de manera ideal estos procesos no ocurren así realmente pue hay muchas variables que no tomamos en cuenta al la hora de calcular estos procesos como por ejemplo usar solo aire en ves de una mezcla de la combustión interna de los combustibles fósiles y el aire. Por medio de la realización de este informe hemos puesto en práctica nuestros conocimientos teóricos acerca de los ciclos ideales para las máquinas de encendido por compresión y encendido por chispa, el Ciclo Diesel y Otto. Pudimos repasar nuevamente los tipos de procesos, por ejemplo, en el problema de Otto dan un proceso politrópico que rara vez los vemos en problemas de teoría. Termograf nos permitió analizar cada uno de los procesos que se dan en estos ciclos y así graficarlas. Este informe nos ayudó a reforzar los conocimientos adquiridos, mediante la resolución de problemas del ciclo Otto y ciclo Diesel. Una vez más el uso de Termograf fue de gran ayuda ya que nos permitió plasmar las gráficas de manera rápida y sencilla, además de una forma más exacta. Bibliografía https://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_politr%C3%B3pic o https://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel https://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel https://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_politr%C3%B3pico https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_politr%C3%B3pico https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_politr%C3%B3pico
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