Motores térmicos parcial 1

El rendimiento efectivo (en el eje exterior) de un motor de combustión interna alternativo: Seleccione una o más de una: En la actualidad se supera el 50% en algunos motores. Es la potencia consumida por las pérdidas mecánicas frente a la potencia térmica del combustible. Es resultado del efecto combinado del rendimiento indicado y del rendimiento mecánico correspondiente. Es directamente proporcional al consumo específico.

El ciclo Atkinson, con biela/manivela, es aquél en el que la relación de expansión r=re es mayor que la relación de compresión efectiva rc. Seleccione una o más de una: Además tiene que tener turboalimentación y posenfriamiento. NO, ha de ser la relación de expansión r mayor que la de compresión geométrica r. SI. Todo motor con RCA podría decirse que es Atkinson. NO, ha de ser siempre con la relación de expansión óptima reop.

En la expansión adiabática y estacionaria, de un gas ideal caloríficamente perfecto (gicp), a través de una válvula semicerrada, la temperatura de remanso corriente abajo es igual que corriente arriba de ella. Seleccione una o más de una: Depende si cae la presión de remanso. SI.

Sea un MEC de 4T que tiene unas pérdidas mecánicas, evaluadas como su presión media equivalente de fricción pmfr, que es solamente creciente con el régimen de giro n, es independiente de la carga o de la turboalimentación, y es la décima parte de la presión media (equivalente) indicada pmi de alta. Su rendimiento mecánico de alta, al eje, exterior: Seleccione una o más de una: Si el motor bajara su pmi , por reducirse la carga, su rendimiento mecánico bajaría. El rendimiento mecánico es del 10%. Si fuera pmfr=0,1*pme , el rendimiento mecánico sería 0,909. Si el motor se turboalimentara, aumentando su pmi , el rendimiento mecánico sería el mismo.

La poscombustión en el escape al salir al colector los inquemados del interior del motor sólo puede producirse con mezcla pobre: Seleccione una: SI. NO.

Ciclos MACIs. En condiciones normales y para el ciclo dual de dos composiciones, un aumento del dosado, para un cierto motor, aumenta el rendimiento del ciclo equivalente, ceteris paribus del resto de las variables independientes del motor. Seleccione una: No afecta sustancialmente. NO. Depende del combustible de que se trate.

Un motor convencional de combustión interna, de aspiración normal o natural, a. n., es decir sin (turbo)sobrealimentación, ni dispositivos que generen contrapresión variable en el escape, ofrece una potencia a un cierto régimen n fijo y a una cierta carga fija, que, al variar las condiciones ambientales, presión y temperatura atmosféricas, en condiciones operativas normales, con dosado invariante y avance a la inyección o al encendido óptimos: Seleccione una o más de una: La potencia aumenta al bajar la temperatura atmosférica. La potencia aumenta al bajar la presión atmosférica. No depende de la presión atmosférica ni de la humedad del aire. El resultado es que al aumentar la altura geográfica por encima del nivel del mar la potencia disminuye para una atmósfera normal.

Indique afirmaciones verdaderas sobre el dosado: El dosado estequiométrico del H2 en aire es de 1/2, en masa. El dosado estequiométrico es la relación entre la masa de combustible y la masa total. El dosado estequiométrico es mayor cuanto mayor es el número de átomos de O2 que forman parte del combustible que entra en combustión, con un hidrocarburo oxigenado (alcohol, aldehido, p.e.).

Sea un ciclo de MACI cuya relación de expansión óptima reop = 40 y cuyo cociente de temperaturas al final del escape forzado sobre la que tienen los gases al comienzo de éste, es T /T = v = 0,9. Realice un cálculo rápido. Seleccione una o más de una: La proporción másica de gases residuales es aproximadamente f = 0,027. Esta relación de expansión óptima reop no es normal. . La proporción másica de gases residuales es aproximadamente f = 0,035.

En la termoquímica es necesario: Seleccione una o más de una: El tiempo tomado y el camino recorrido entre las condiciones iniciales y las finales han de especificarse. Una mezcla de aire y combustible a la misma presión y temperatura se encuentra en equilibrio termoquímico pleno. Han de especificarse en la práctica las especies químicas intervinientes en el equilibrio. Han de especificarse los átomos intervinientes en el equilibrio.

Un motor de combustión interna de 4T se ensaya en banco de pruebas. Se obtiene un resultado de un par de arrastre (cuando el motor se mueve sin quemar con un motor eléctrico exterior) de 11 Nm @ 3000 rpm. Sabiendo que su pmi (presión media indicada neta) en ese punto a plena carga es de 16,48 bar y que su cilindrada total es de 1154,77 cc,. Es, sin duda un motor de aspiración natural por el valor de la pmi dado. La Presión media de pérdidas mecánicas vale 1,20 bar. La potencia útil en ese punto vale 3 veces el par de arrastre. La pmi neta deberá ser igual o menor que la de arrastre.

En un MACI-MEP operando normalmente, caliente, con temperatura promedio de escape de 750 ºC y mezcla pobre: Seleccione una o más de una: Sólo emite apreciablemente como productos de la combustión, CO2, Agua, y trazas de NOx. No aparece CO apreciablemente, ya que a esas temperaturas, no hay disociación apreciable. Previsiblemente, aparece CO en el escape en cantidades apreciables.

La potencia calorífica liberada por el poder calorífico del combustible en un MACI convencional, va a parar a tres salidas básicas: potencia mecánica efectiva, flujo (potencia) entálpico/a al escape y potencia de pérdidas de calor (minúsculas directas al ambiente, y refrigeraciones varias, agua, aceite y posenfriamiento en su caso). Seleccione una o más de una. No sería de extrañar que en magnitud las tres potencias energéticas fueran iguales. Si fuera ese el caso (reparto a tres tercios), el rendimiento efectivo del MACI como motor sería del 33%. Si una TG convencional tuviera igual rendimiento efectivo como motor, igual combustible e igual potencia efectiva que el MACI, su caudal másico de escape sería aproximadamente el mismo que el de un MACI. Si una turbina de gas (TG) convencional de ciclo simple tuviera igual rendimiento efectivo como motor, el flujo entálpico (potencia) en sus gases de escape sería aproximadamente igual que el del MACI.

El intercambiador de calor en la admisión, posenfriador, o intercooler, se usa para: Seleccione una o más de una: Refrigerar el circuito de aceite del motor. Aumentar la densidad del aire de admisión. Bajar la temperatura del refrigerante y reducir el consumo específico. Aumentar la densidad del combustible cuando actúa el sobrealimentador.

Para el sistema biela-manivela normal, marca las respuestas verdaderas Seleccione una o más de una: La velocidad media del pistón depende del cuadrado de la longitud de la muñequilla (radio). La velocidad media del pistón puede ser hasta próxima a la velocidad del sonido. La velocidad media del pistón depende del valor de la carrera del motor.

Un motor de 4T de 1154,77 cc de cilindrada total, atmosférico, arroja los siguientes valores en banco de ensayo: - Potencia efectiva 62,51 kW @ 5000 rpm. La Presión media efectiva (pme) es de 12,99 Pa. Si la Presión media indicada vale 15,5 bar, entonces la presión media de pérdidas mecánicas vale 2,5 bar. El valor de par efectivo en ese punto es de 139.40 Nm. La pme es máxima en el punto de par máximo.

El rendimiento de la combustión: Seleccione una o más de una: No mide la pérdida por irreversibilidad de la combustión. Mide la energía (o entalpía) no liberada tras una combustión. Mide el calor perdido durante una combustión. De ninguna manera puede evaluarse analizando la composición de los gases de escape.

Calcule el valor de la temperatura al final de la compresión t de un motor operando normalmente y con una temperatura de la mezcla en el cilindro al finalizar la admisión t1 = 30 ºC y una relación de compresión efectiva r que viene dada por un volumen en RCA que es 0,9 veces el volumen máximo Vmax y una relación de compresión geométrica r =10. Tome valores razonables de los parámetros faltantes y elija la respuesta más próxima al valor dado. La relación de compresión efectiva rc es 11,1. Por ser mezcla lo que se comprime y porque la temperatura media es claramente mayor que la atmosférica, elegiría un gamma inferior al del aire atmosférico pero superior al de la combustión posterior 2-3. La temperatura de fin de compresión (PMS) es de 581 ºC. La relación de compresión efectiva rc es 9. La temperatura de fin de compresión (PMS) es 481 ºC.

La relación de calores específicos, gamma de un gas, llamando ceteris paribus a mantener el resto de las variables constantes: Seleccione una o más de una: Baja al bajar el calor específico a volumen constante, cv , del gas. De productos completos durante la expansión y el escape en un motor convencional, es menor que la de los reactantes de los que procede. De reactantes en forma de gas, baja al subir la temperatura. Si el combustible fuera H2, gamma de una mezcla con aire, bajaría más con respecto al aire, que con una gasolina o un gasóleo, a igual dosado relativo y a igual temperatura y presión. De reactantes en forma de gas, baja al subir el dosado de gasolinas y gasóleos vaporizados.

En la denominada llama o combustión adiabática de una mezcla de aire y un combustible habitual en motores, para dar productos en equilibrio a la misma presión, se observa: Seleccione una o más de una: Si la combustión fuera a volumen constante, en lugar de a presión constante, el resultado de la temperatura adiabática es bastante semejante. La entalpía de formación de los combustibles habituales orgánicos de origen petrolífero tiene mucho efecto en la temperatura adiabática de la llama. La relación de átomos de hidrógeno a carbono h/c de los hidrocarburos tiene una influencia poco importante en la temperatura adiabática de la llama. La temperatura adiabática de la llama, partiendo de la misma temperatura y presión de reactantes, disminuye con el dosado hasta un valor ligeramente rico, para luego descender con ulteriores aumentos de dosado.

Ciclos MACIs. Para poder aceptar la adiabaticidad de la evolución en la expansión (puntos 4 a 5 del ciclo teórico), el calor perdido a las paredes ha de compensarse, al menos en parte, por el calor liberado por la recombinación de radicales. Seleccione una o más de una: SI, es aceptable. La fuente de calor son las paredes del cilindro, más calientes que los gases habitualmente. . Además deberían tenerse velocidades del fluido dentro del cilindro muy bajas, para evitar degradaciones, lo cual no siempre ocurre.

Si un motor tiene una relación de compresión geométrica de 18: Si un motor tiene una relación de compresión geométrica de 18: Se trata casi con seguridad de un motor MEP para auto híbrido. Podría ser un MEP con mucho RCE de tecnología habitual. Sin duda es un MEP de inyección directa. Muy posiblemente tendrá un buen rendimiento indicado.

Al llegarse al PMS al final de la compresión, en el modelo de ciclo teórico estudiado, el cambio instantáneo, adiabático, a V = cte., al inyectarse combustible directo, sin aún liberación de calor, ocurre en el proceso 2 a 2d. Seleccione una o más de una: Se suele asumir, por simplicidad, que la energía interna específica del combustible es igual a la de los gases en el interior del cilindro u.2 y hay un aumento de masa. La presión tiende a bajar por la evaporación adiabática del combustible, aparte de otros efectos. Hay un pequeño cambio de propiedades por la entrada de combustible. La energía interna de todo el gas en el cilindro aumenta por la entrada de entalpía del combustible. La presión de inyección de la gasolina en un MEP de última generación puede superar los dos mil bares.

El ciclo Miller se encuentra ampliamente utilizado en la actualidad como mejora de ciclos básicos para MACIs y en especial en automoción. Sobre su esencia: Seleccione una o más de una: Es adecuado para motores de automoción MEP si se dispone de diagrama de la distribución variable, al menos en admisión. Es igualmente válido e interesante para MEP que para MEC, y para MEC es especialmente bueno, usándose profusamente. Solo resulta en ganancias claras a carga parcial. Tiene que ser turboalimentado en su implementación actual. Consiste en aumentar su relación de compresión efectiva rc para que la relación de expansión re sea grande. Realiza una compresión en dos etapas con inter-enfriamiento intermedio.

Ciclos MACIs. El proceso de escape espontáneo de gases quemados, como gicp, en el ciclo teórico de este capítulo (ciclo dual de dos composiciones) se efectúa instantáneamente a volumen constante, del punto 5 al 6 del ciclo teórico, con el émbolo en PMI al abrir instantáneamente la válvula de escape. Las condiciones para poder determinar el estado en 6 son: V = cte., p6 = p'es y entropía, s, p.u. de masa que queda en el interior constante. Es necesario agregar la masa como condición final. SI y además la temperatura interna alcanzada resulta ser igual a la que se alcanza con la relación de expansión óptima reop hasta p'es. SI, son suficientes. SI, pero la temperatura es constante. NO son suficientes, la evolución es internamente irreversible.

Ciclos MACIS. En la ecuación de hermanamiento del turbo (con depósito intermedio a presión constante) con el motor: Seleccione una o más de una: Si el caudal másico a través del motor es bajo (con respecto a su nominal), con una turbina de geometría fija, apropiada al caudal máximo del motor, ocurrirá que el salto de presión a través de ella será exiguo y por ello resultará en un trabajo extraído de los gases exiguo también. El caudal másico que sale del motor es el que entra en la turbina más el que se envía al EGR sin válvula de cortocircuito (bypass). La relación de presiones del compresor posible es menor si baja el rendimiento de la turbina, cuando ya pasa todo el caudal de escape por ella, ceteris paribus. A mayor valor del parámetro "lo que da el sistema" es posible una relación de pres θ iones en el compresor mayor, ceteris paribus.

Disociación molecular tras una combustión. Marca las respuestas verdaderas Seleccione una o más de una: La disociación es un fenómeno reversible de rotura de moléculas. La disociación permite que se alcancen temperaturas más elevadas que si no existiera. La disociación se mantiene al expansionarse los gases en el motor mientras haya tiempo para alcanzar el equilibrio. La disociación hace que un precalentamiento de la mezcla para temperatura de productos Tp >≈1.500 °C haga subir en menor cuantía la temperatura de los productos.

Sea un motor el cual con un único, ligero y simple cambio de detalle de su colector de admisión pasa de no tener un pulso positivo de presión justo antes del RCA ( πre = 1,0) a tenerlo con πre = 1,1. Si la temperatura sin, en el punto 1' (cierre de la admisión) del ciclo es 27 ºC: Seleccione una: El aumento de temperatura, sobre T = 27 ºC, es 16 ºC. El aumento de temperatura, sobre T = 27 ºC, es 8 ºC.

De un MACI conocemos lo siguiente: Motor de 6 cilindros Diámetro: 6.5cm Carrera: 5.8 cm Relación de compresión geométrica: 12. Es un motor de encendido por compresión. El volumen de las cámaras individuales de combustión es menor de 20 cm3. Es un motor cuadrado. La cilindrada unitaria es menor de 200 cm3.

Sobrealimentación. Los motores que disponen de compresor de sobrealimentación movido mecánicamente por el cigüeñal no consiguen aumentar significativamente la potencia al eje del motor, pues la potencia ganada con la sobrealimentación se pierde en la potencia del compresor casi totalmente. Las razones de usar esta técnica son otras distintas. La sobrealimentación mecánica tiene el inconveniente del retraso en la respuesta del motor ante una demanda de carga del operador. La relación presión de admisión a presión de escape (dentro del cilindro) en estos motores r´ =1. NO es así.

Marca las respuestas verdaderas Seleccione una o más de una: El avance al encendido AE óptimo aumenta al empobrecer el dosado, ceteris paribus. La llama de la combustión en MEPs de mezcla homogénea es de difusión. En un instante durante la combustión normal en MEP, pueden coexistir reactantes y productos, separados por la llama depremezcla y compartiendo presión.

Se dispone de un motor de 4T MEP de 4 cilindros con las siguientes características: Diámetro (D): 9 cm; longitud de muñequilla de cigüeñal: 3,15 cm; relación de compresión geométrica: r=12; L: 42800 kJ/kg; Densidad aire de referencia: =0,0013 g/cm. En banco de ensayo se miden los siguientes valores: a n=3000 rpm (par máximo): 44,13 kW; Dosado (F) = 1/13; Rendimiento eficaz ()= 0,27; pm (presión media de pérdidas mecánicas): 1,18 bar. a n=6000 rpm (potencia máxima): 84,58 kW; Dosado (F) = 1/13; Rendimiento eficaz ()= 0,23; pm (presión media de pérdidas mecánicas): 2,74 bar. Marca las que sean verdaderas: La cilindrada total es de 1603 cc y la pme (presión media eficaz máxima) es de 11 bar. La pmi a 3000 rpm es mayor que la pmi a 6000 rpm. El rendimiento volumétrico a 6000 rpm es de 0.71. La cilindrada total es de 1603 cc y el par a 6000 rpm es de 141 Nm.

Las turbinas de gas pueden quemar los siguientes combustibles: Seleccione una o más de una: Queroseno. Gasolina. Gas natural. Combustible con alto contenido en azufre, S.

Marca las respuestas verdaderas. Seleccione una o más de una: Aunque resulte extraño, la mayor parte de los combustibles en estado gaseoso dan un poder calorífico de la cilindrada Lim similar. Li cuantifica el calentamiento sensible de los productos con combustión adiabática completa y perfecta sin realizarse trabajo en un flujo estacionario de baja velocidad a presión atmosférica. Un combustible con el doble de poder calorífico inferior L que otro dará el doble de potencia eficaz al quemarlo en el mismo motor en idénticas condiciones y en estado gaseoso el combustible. L es la entalpía de reacción media del combustible con el aire a temperatura ambiente y con el agua producida en la reacción en estado líquido.

. La relación de calores específicos, : Seleccione una o más de una: De productos, es menor que de reactantes de los que procede, a igual temperatura. . De reactantes, baja al subir el dosado de gasolinas y gasóleos vaporizados. De reactantes, baja al subir la temperatura.

La pared interior de la cámara de combustión soporta la presión mecánica. Seleccione una. NO. SI.

En la expansión adiabática y estacionaria, de un gas ideal caloríficamente perfecto (gicp), a través de una válvula semicerrada, la temperatura de remanso corriente abajo es igual que corriente arriba de ella. Depende si cae la presión de remanso. SI. NO.

Indica las afirmaciones verdaderas: Seleccione una o más de una: La biela se une al pistón a través de la muñequilla. Los pistones se unen a las bielas mediante bulones. El cigüeñal se une al pistón a través del árbol de bielas. La culata sufre esfuerzos térmicos y mecánicos durante el funcionamiento del motor.

Un motor de 2 tiempos: Seleccione una o más de una: Es posible que pasen muchos gases frescos al escape, especialmente si tienen solamente lumbreras controladas por el émbolo. No puede ser Diésel. No puede ser turboalimentado. Si tiene árbol de levas, va al mismo régimen que el cigüeñal.

Al aumentar el EGR la ganma de productos : Seleccione una: No varía. Si varía.