PREGUNTAS_PERDIDAS_DE_CALOR - mario reyes(2)

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CUESTIONARIO 
1. La ecuación 
Q̇
Ag
= hg[Tg − Tsg], ¿qué representa? 
R= El calor transmitido por convección desde el fluido a la pared por unidad 
de tiempo y de superficie en el lado del gas 
 
2. Menciona dos desventajas que conlleva la aplicación de las ecuaciones 
generales para determinar las pérdidas de calor: 
R= 
a) No tienen en cuenta la radiación, si bien el error que se comete al 
despreciarla es de poca importancia ya que esta representa del 1% al 5% 
de la pérdida total de calor. 
b) La temperatura Tg del gas varía con el tiempo debido a la naturaleza del 
proceso. El fluido no es homogéneo en temperatura, es decir la 
temperatura Tg no es la misma en toda la masa del fluido. 
c) La temperatura Tr del refrigerante varia con el tiempo, al igual que Tg, 
pero de forma mucho menos acusada, sobre todo cuando la refrigeración 
es por líquido. 
d) La geometría del motor suele se compleja y con superficies de 
transmisión variables con el tiempo debido al movimiento del embolo. 
e) Los valores de e kw⁄
 pueden ser muy variables debido al empleo de 
espesores de pared y materiales, con frecuencia, muy deferentes. 
f) Los valores de hg y hr varían de unos puntos a otros a causa de los 
valores locales del número de Reynolds, propiedades físicas del fluido, 
condiciones termodinámicas, etc. 
 
3. ¿Qué efectos colaterales provoca el aumento del diámetro del cilindro 
en las ecuaciones generales para determinar las pérdidas de calor? 
R= Disminución del calor transmitido por unidad de superficie, el aumento de 
la Diferencia de temperatura entre la superficie del lado del gas y la superficie 
del lado del refrigerante, y el aumento de las temperaturas locales 
 
4. De la siguiente ecuación hg = 1,3 ∙ 10
2 D−0.2 p0.8 Tg
−0.53 [C1cm +
C2
VTTCA
pCAVCA
(p − po)]
0.8
, mencione cada uno de los términos, los criterios de 
las constantes y sus valores. 
R= 
hg - coeficiente de película en 
W
m2⁄ °C 
D - diámetro del cilindro en m 
p - presión instantánea en N m2⁄ 
Tg - temperatura instantánea del gas en K 
cm - velocidad lineal media en 
m
s⁄ 
VT - volumen desplazado por el émbolo en m
3 
TCA - temperatura de la carga al final de la admisión en K 
pCA - presión de la carga al final de la admisión en 
N
m2⁄ 
VCA - volumen de la carga al final de la admisión en m
3 
po - presión instantánea con motor arrastrado en 
N
m2⁄ 
Varían con el tipo de motor y con la fase de trabajo 
Tabla 3: Valores de 𝐂𝟏 y 𝐂𝟐 
Cámara abierta C2 = 3,24 ∙ 10
−3 m
s⁄ K 
Cámara dividida C2 = 6,22 ∙ 10
−3 m
s⁄ K 
Proceso de renovación de la carga C1 = 6,18 + 0,417 
cu
cm⁄ 
Compresión y expansión C1 = 2,28 + 0,308 
cu
cm⁄ 
 
5. ¿Para qué se utiliza la ecuación de Taylor y Toong? 
R= Calculan directamente la cantidad media de calor transmitido por unidad 
de tiempo al medio refrigerante en función de un coeficiente global de 
película, y tomando como sección de transmisión la sección del embolo. 
 
6. Empleando la ecuación [Qṫ = Q̇N + Q̇r + Q̇g + Q̇res + Q̇a + Q̇ra] , ¿qué 
determina? Mencione qué es cada uno de los términos 
R= Ecuación del balance térmico de un motor referida a la unidad de tiempo 
Q̇t - calor equivalente introducido en el motor debido al combustible 
suministrado por unidad de tiempo 
Q̇N - calor equivalente a la potencia efectiva obtenida del motor 
Q̇r - calor transmitido al refrigerante 
Q̇g - calor equivalente al estado térmico perdido en los gases de escape 
Q̇res - calor equivalente que corresponde a la combustion incomplete 
Q̇a - calor transmitido al aceite 
Q̇ra - calor transmitido por radiación 
 
7. Mencione los porcentajes de flujo de calor de los elementos 
estructurales del motor 
R= 
 
 
 
 
8. ¿Qué realiza el sistema de refrigeración? Menciona los fluidos 
refrigerantes 
R= El calor por los gases en el interior del cilindro se evacua a través del 
sistema de refrigeración al fluido refrigerante. El fluido refrigerante es aire o 
agua. 
 
9. Mencione las características de cada tipo de refrigeración 
R= 
Refrigeración por agua 
• El punto de congelación es alto teniendo en cuenta las condiciones 
operativas ambientales 
• Segundo, tiene un punto de ebullición bajo, que obliga a evitar que el agua 
hierva cuando el motor trabaja a costas altas 
• La bomba de impulsión se encuentra a la entrada del motor 
• Desde que el motor se encuentra en frio, el termostato impide totalmente 
el paso del refrigerante al radiador, permitiendo, que se alcance 
rápidamente la temperatura normal de trabajo 
Refrigeración por aire 
• El motor refrigerado por aire tiene menor inercia térmica, es decir, se 
calienta y se enfría más deprisa 
• Consiste en ceder el calor transmitido a las paredes directamente al aire 
• Si la velocidad relativa del aire respecto del motor es suficiente, el sistema 
no necesita ningún elemento más. La disposición de todos los elementos 
depende del tipo de motor, numero de cilindros y disposición geométrica 
del mismo. 
 
CULATA 
PARED DEL 
CILINDRO 
CONDUCTOS 
DE ESCAPE 
OTROS 
50 – 60% 8 – 22% 16 – 26% 2 – 6% 
10. Mencione las partes del circuito de refrigeración presentado en la 
siguiente figura 
 
R= Este proceso comienza cuando la bomba impulsa el fluido refrigerante 
desde la parte baja hacia la parte alta del motor (2,3) donde tiene lugar la 
aportación de calor. Después del termómetro de control de la temperatura 
(4), el fluido refrigerante llega al temporizador (5), donde en función de su 
temperatura el caudal se bifurca, de tal forma que una parte atraviesa el 
radiador (6) mientras que la otra se cortocircuita directamente hacia la 
admisión de la comba. El termointerruptor (9) controla el elctroventilador (8) 
en función de la temperatura del agua en el radiador. El refrigerador de aceite 
(7) en este caso está previsto adaptar uno, sin importar que el agua sea el 
fluido del refrigerante 
 
 
11. ¿Qué es un radiador y qué hace? 
R= Es el que se emplea para designar el intercambiador de calor utilizado 
para transferir calor del refrigerante al aire del medio ambiente 
12. La ecuación [Q̇r = h A ΔT], ¿qué determina? Menciona cada uno de sus 
términos 
R= La cantidad de calor a evacuar por unidad de tiempo. 
h - coeficiente de película, que puede determinarse a partir de alguna 
ecuación adimensional de transmisión de calor en tuberías 
A - sección total de disipación, incógnita que vamos buscando 
ΔT - diferencia entre las temperaturas medias del agua y del aire al atravesar 
el radiador 
 
13. Explique el sistema de refrigeración por aire 
R= Consiste en ceder el calor transmitido a las paredes directamente al aire, 
facilitando el proceso por medio de un aleteado en la superficie externa del 
motor. 
 
14. ¿Cuál es la ecuación para obtener el coeficiente de película aire-aleta 
Sitkei? Mencione qué es cada uno de los términos 
𝑁𝑢 = K Re0.75 (
s
de
)
2
 (
b
dm
)
0.3
 
s - separación entre aletas que oscila entre 4 − 8 mm 
de - diámetro equivalente del espacio entre aletas 
b - altura de la aleta 
dm - diámetro de la aleta 
K - constante dependiente del sistema de impulsión que oscila entre 0,9 y 1,1. 
 
15. Mencione dos ventajas y dos desventajas de la refrigeración por aire 
comparada con la refrigeración por agua: 
Ventajas: 
a) De acuerdo con datos estadísticos el 20% de las averías en motores 
refrigerados por agua son debidas precisamente al sistema de 
refrigeración. En motores refrigerados por aire, incluso empleando un 
soplante, el número de averías es comparativamente más bajo. 
b) El motor refrigerado por aire es más autónomo que el motor 
refrigerado por agua. 
c) El motor refrigerado por aire tiene menor inercia térmica, es decir, se 
calienta y se enfría más deprisa. Un rápido calentamiento es 
ventajoso, puesto que se alcanza rápidamente la temperatura de 
régimen, disminuyendo los desgastes del arranque en frio. Como 
contra parte, un rápidoenfriamiento es un inconveniente si la cadencia 
de arranque es elevada. 
d) El motor refrigerado por aire es menos sensible a las variaciones de 
la temperatura exterior ya que gradiente de temperatura motor- medio 
ambiente es notablemente superior al gradiente agua – medio 
ambiente en el radiador 
Desventajas: 
a. Los problemas térmicos suelen ser en general en los motores de 
refrigeración por agua, la cual obliga al aumento de frio. La 
refrigeración por aire se limita a motores pequeños, siendo difícil 
encontrar este sistema a partir de los 150mm de diámetro por los 
graves problemas térmicos asociados. 
b. La mayor superficie de transmisión de calor de los motores 
refrigerados por aire condiciona la geometría del motor de forma más 
acusada que en el otro sistema. En general los motores son más 
voluminosos y el espacio entre cilindros debe ser mayor para asegurar 
una correcta refrigeración. 
c. Los caudales de aire para la refrigeración del motor son muy elevados, 
lo que lleva a potencias de accionamiento importantes y a niveles de 
ruido elevados. 
d. Los motores refigurados por aire resultan más ruidosos que los 
refrigerados por agua por las siguientes razones: 
Mayores juegos 
Construcción menos rígida al emplear, en general, cilindros 
independientes. 
Ruido producido por la soplante. 
La cámara de agua hace de aislamiento acústico. 
Ruido producido por las propias aletas.