Vol. 1cal. 3600s 736W

Transcripción

1 - Un moto tipo OTTO de cilindos desaolla una potencia efectiva (al feno) de 65 a 500 pm. Se sabe que el diámeto de cada pistón es de 7 mm, la caea de 9 mm y la elación de compesión = 9:.Detemina: ilindada del moto. olumen de la cámaa de combustión. Rendimiento témico del moto. (toma el coeficiente adiabático =,). a moto. D (7, cm) L (9, cm) 8,7 cm t N 8,7 50,88 cm 5 cm cc ; cc 8,7 cc 9 ; cc 9cc 8,7 cc; 8cc 8,7; cc 7,8 cm, 0, 9 0,,065 0,557 5,57 % 76 W W FRENO M n M FRENO n 780 W 500 0,5 N m ág - -

2 - Un moto con un endimiento del 5,0% consume 9 litos de combustible a la hoa. onsideando que la densidad del combustible es de 0,7 g/cm y su pode caloífico c = 0000 kcal/kg. Detemina: otencia absobida po el moto (la potencia se expesaá en ). otencia al feno (la potencia se expesaá en ). ol. Masa combustible / hoa d 9 0,7 6,8 kg / h h d 0,7 g / cm 0,7 kg / dm 0,7 kg / lito masa comb. 7 Q / h c 6, ,80 kcal / h 6,80 cal / h h 7,8J h 6,80 cal / h 7,5 0 J / s 7,5 0 W cal 0s 7,5 0 W,57 0 W 0, 76W FRENO 0, 0,50 6, ág - -

3 - Un cieto moto diesel consume 9,5 kg de combustible po hoa, cuyo calo de combustión es.000 kcal/kg. Si el endimiento del moto es del 0%. Detemina: uántas caloías se convieten en tabajo. uántas caloías se disipan. otencia total absobida (la potencia se expesaá en ). Qué potencia útil desaolla el moto (la potencia se expesaá en ). La masa de combustible consumida en hoa: kg mombustibl E 9,5 hoa 9, 5kg h Q c es el calo total que el moto absobe de la combustión del combustible duante hoa: kcal 0 cal 6 Qc c m.000 9,5kg 0.500kcal caloías 0,5 0 caloías kg kcal El 0% del calo total se tansfomaá en tabajo útil. Q ÚTIL = Q c η= cal 0,0= caloías (en ho El calo pedido es el 70% estante, que no se apovecha: Q ERDIDO = Q c η= cal 0,70= caloías (en ho La potencia absobida es la elación ente el calo absobido, es deci de la combustión y el tiempo, peo Qc hay que tansfomalo a su equivalente en tabajo en julios.,8 julios Q c caloías julios julios caloía Q t julios hoa julios.0 segundos.6, W 6, 76W BSORBIDO 86 La potencia útil es el poducto de la potencia absobida po el endimiento: ÚTIL = η= 6,86 0,0= 9,6 ág - -

4 - Un moto de explosión tipo OTTO de cilindos y tiempos que gia a 0.p.m. y tiene las siguientes caacteísticas: u = 85 cm, c = 8:, endimiento moto,8%. El moto se alimenta con un combustible de densidad igual a 0,76 g/cm³ y pode caloífico igual a 0700 kcal/kg. Datos: Equivalente témico del tabajo =,8 J / cal Relación de combustión (aie / combustible) = 000 /. alcula: ilindada del moto. Masa de gasolina po ciclo de funcionamiento. otencia absobida. Rendimiento témico (γ=,). e) otencia útil (al feno) (Las potencias se expesaán en ) t z 85 0 cm olumen aie / ciclo 0 cm / ciclo olumen combustible / ciclo 0 0,095 cm / ciclo 00 Masa combustible / ciclo d 0,095 cm / ciclo 0,76 g / cm 0,07 g / ciclo masa comb. Q / ciclo c 0, ,8 cal / ciclo ciclo Si el moto gia a 0pm, se poducen n 800 ciclos / min cal ciclos 77,8 800 Q QILO nc ciclo cal min 7,,8 t min s s J cal 96,87 0 W 96,87 0 W 76W 0, T, 8 0, 0, 0,965 FRENO T 0, 0,8 5,80 ág - -

5 5- El ciclo OTTO de un teóico moto monocilíndico, de dos tiempos y 65 mm de calibe, está limitado po los volúmenes = 50 cm y = 80 cm, y po las pesiones p = kp/cm, p = 8 kp/cm, p = 9 kp/cm y p = 6 kp/cm. Dicho moto utiliza un combustible cuya densidad es de 0,75 g/cm y con un pode caloífico de kcal/kg; siendo su endimiento 0,90%. ( = volumen con el pistón en el MI; = volumen con el pistón en el MS). Detemina: Diagama teóico del ciclo temodinámico. ilindada, caea y elación volumética de compesión. Rendimiento témico (toma =,). Masa de gasolina po ciclo de funcionamiento. e) otencia absobida y potencia al feno (efectiv paa 950.p.m. (Da el esultado en ). Datos: Equivalente témico del tabajo: =,8 J/cal; elación combustible / aie = / 000 (50 80) cm L S π D π D 50 cm 80 cm u 0 cm 0 cm π (6,5 cm) 0,8 R,5 cm 6,5 : η η T t (γ 6 % ) 6,5 (,) 0,6 aie/ciclo 0 cm /ciclo combustible/ciclo 0 cm 0,06 cm /ciclo 00 Masa combustible / ciclo d 0,06 cm /ciclo 0,75 g/cm 0,07 g /ciclo e) Q ILO Masa combustible/ ciclo c 0,07 g 9500 cal / g 6, cal / ciclo Es un moto de T, en un minuto se poducen nc n 950 ciclos Q t cal 6, 950 ciclos QILO nc ciclo cal,8 J 5, W min s s cal 790 W 76 W,9 f) FRENO η MOTOR,9 0,090 7,6 ág - 5 -

6 6- El ciclo OTTO de un teóico moto monocilíndico, de dos tiempos y 65 mm de calibe, está limitado po los volúmenes = 500 cm y = 80 cm, y po las pesiones p = kp/cm, p = 7 kp/cm, p = 7 kp/cm y p = 5 kp/cm. Dicho moto utiliza un combustible que apota 80 caloías po ciclo de funcionamiento. El endimiento es igual al 0,85%. ( = volumen con el pistón en el MI; = volumen con el pistón en el MS). Detemina: Diagama teóico del ciclo temodinámico. ilindada, caea y elación volumética de compesión. Rendimiento témico (toma el coeficiente adiabático de =,). otencia absobida y potencia al feno (efectiv paa.50 pm. (Resultado en ). Toma el equivalente témico del tabajo =,8 J / cal. 500 cm 80 cm 0 cm 0 cm L,66 cm S D D (6,5 cm) 500 cm 6,5 R 6,5 : 80 cm T ( ) 6,5 (,) 6,5 0, 0,57 5,7 % t Q c Moto T nilos n 50 ciclos / min nilos,8j / cal Qc 80 cal / ciclo 80cal / ciclo,8 J / cal 50 ciclos / min 80 W s / min 80 W 76 W, e) FRENO MOTOR, 0,085 0, ág - 6 -

7 7- Un moto tipo OTTO de cilindos desaolla una potencia efectiva (al feno) de 90 a 50 pm. Se sabe que el diámeto de cada pistón es de 70 mm, la caea de 98 mm y la elación de compesión =0:. Detemina: ilindada del moto. olumen de la cámaa de combustión. Rendimiento témico del moto (coeficiente adiabático de la mezcla aie/combustible, =,). a moto. D 7 L 9,8 77,5 t z 77,5 50,88 cm cm 508,59 cm c ; c 77,5 c 0 ; c 0c 77,5 c; 9c 77,5; c,9cm, 0, T 0 0,,8 0,5 5, % 76 W 90 6 W FRENO M n FRENO M n 6 W 50 9,6 N m ág - 7 -

8 8- El ciclo OTTO de un teóico moto monocilíndico de dos tiempos está limitado po los volúmenes = 500 cm y = 80 cm, y po las pesiones p = kp/cm, p = 7 kp/cm, p = 7 kp/cm y p = 5 kp/cm. Dicho moto utiliza combustible que apota 80 caloías po ciclo de funcionamiento. El endimiento es del 0,86%.. ( = volumen con el pistón en el MI; = volumen con el pistón en el MS). Detemina: Diagama teóico del ciclo de funcionamiento. Relación de compesión. Rendimiento témico (toma el coeficiente adiabático γ =,). otencia absobida y potencia efectiva paa 50 pm. (expesa el esultado en ). u 500 cm 500 cm 80 cm 80 cm 6,5 0 cm 6,5 : T 6,5, 0,58 Moto T nilos n 50 ciclos / min Qc nilos,8 J / cal Qc 80cal / ciclo 80cal / ciclo,8 J / cal 50 ciclos / min W s / min W 76 W 0,8 e) FRENO MOTOR 0,8 0,086 9,0 ág - 8 -

9 9- Un moto de cilindos desaolla una potencia efectiva de a 500 pm. Se sabe que el diámeto de cada pistón es de 70 mm y la caea de 90 mm siendo = 9/. Detemina: La cilindada del moto. El volumen de la cámaa de combustión. El pa moto. Si el moto consume 8 kg/hoa de combustible con un c = 8000 kj/kg, detemina la potencia absobida y el endimiento efectivo o útil del mismo (la potencia se expesaá en ). T D L N (0,07m) (0,09m) N,8 0 m 80cm U, c,8 0 m ; c,8 0 m 8cm c EFETI = 76 W/ = W m n M EFETI EFETI M 0,8 N m n 500 abs kg kj h h kg 0s 06666,66W EFETI W 06666,66 W 0,,% ág - 9 -

10 0- Un moto de cilindos desaolla una potencia efectiva de 65 a 000 pm se sabe que el diámeto del pistón es de mm; la caea 80 mm y la elación de compesión Rc = 8/. alcula: La cilindada del moto. El volumen de la cámaa de combustión. El pa moto. Si el moto consume 6 kg/h de combustible con un de 8000 kj/kg cuál seá su potencia absobida y su endimiento total? (la potencia se expesaá en ) D L (6 cm) 8 cm 6,08 cm N 6,08 90, cm TOTL c c 8 6,08 c ; c 7c 6,08 c 6,08 7,97 cm EFETI n M M EFETI n ,8 N m d ) MOTOR 8000 EFETI kj kg kg 000J h 6 h kj 0s 780W 80000W 0, W MOTOR 59,8% ág - 0 -

11 - Un moto y cuato cilindos desaolla una potencia efectiva de 50 a 500 pm. Se sabe que el diámeto de cada pistón es de 50 mm, la caea de 80 mm y la elación de compesión es de 9/. alcula: La cilindada del moto. El volumen de la cámaa de combustión. El pa moto. Si este moto consume 7 kg/h de combustible con un I de 000 kj/kg detemina la potencia absobida y el endimiento del mismo. (la potencia se expesaá en ) T D L N (5cm) 8 cm 68cm 68 ( cm ) 9 9,6cm EFETI n M M EFETI n ,56N m Q hoa masa combustible kg c hoa hoa 8,67 kw 0,96 0,76 kw EFETI 50 0,506 0,96 MOTOR kj kg 9000 kj h 5,06% 9000 kj h h 0s 8,67 kw ág - -

12 - El ciclo DIESEL de un teóico moto monocilíndico, de dos tiempos y 75 mm de calibe, está limitado po los volúmenes = 50 cm y = 50 cm, y po las pesiones p = kp/cm, p = 8 kp/cm y p = 9,5 kp/cm. Dicho moto utiliza un combustible de densidad igual a 0,85 g/cm y un pode caloífico de.000 kcal/kg, siendo el consumo de 0,05 cm /ciclo. Su endimiento es del 6,5%. La tempeatua máxima del ciclo se loga paa un volumen de 0 cm. ( = volumen con el pistón en el MI; = volumen con el pistón en el MS; = volumen de máx. tempeatu. Detemina: Diagama teóico del ciclo temodinámico. ilindada, caea y elación volumética de compesión. otencia absobida (el esultado se expesaá en ). otencia al feno (efectiv paa 950.p.m. (el esultado se expesaá en ). ( =,8 J/cal). u 50 cm 50 cm 90 cm 90 cm L,0 cm S D (7,5 cm) 50 cm R 0,8 R 0,8: 50 cm Nc n (T ) 950ciclos / min masa combustible / ciclo 0,05 g Q masa combustible / ciclo d 0,050 cm Q ciclo feno ILO 0,9 kw,8 nc 0,76 kw J cal,0 0,65 9,0 masa / ciclo c 0,05 g 000 cal / g 67,5 cal / ciclo cal ciclos 67,5 950 ciclo min seg min,0 0,85 g/cm 0,9 kw ág - -

13 - El ciclo DIESEL de un teóico moto monocilíndico, de dos tiempos y 78 mm de calibe, está limitado po los volúmenes =500 cm y = cm, y po las pesiones p = Kp/cm, p = 0 Kp/cm y p = 0 Kp/cm. Dicho moto utiliza un combustible que apota 65 caloías po ciclo de funcionamiento. El endimiento es del,56%. La tempeatua máxima del ciclo se loga paa un volumen de 50 cm. ( = volumen con el pistón en el MI; = volumen con el pistón en el MS; = volumen de máx. tempeatu. Detemina: Diagama teóico del ciclo temodinámico. ilindada, caea y elación volumética de compesión. otencia absobida. (el esultado se expesaá en ). otencia al feno (efectiv paa.50.p.m. (el esultado se expesaá en ). (=,8 J/cal). u 500 cm cm 0 cm 0 cm L 9,cm S D (7,8 cm) 500 cm R 8, R 8,: cm 50,6 0,56,0 Moto T N ciclos n 50 pm Qc N ciclos,8 J / cal Qc 65cal / ciclo 65cal / ciclo,8 J / cal 50 ciclos / min 7,5kW s / min 7,5 KW feno 0,76 kw 50,6 ág - -

14 - Un moto diesel consume 6 l/h de gasoil cuyo pode caloífico es de kcal/kg y cuya densidad es de 0,8 kg/l. Si el endimiento global del moto es el 5% y gia a 500.p.m., calcula: La potencia útil expesada en vatios y en. El pa moto que suminista. La masa viene dada po la expesión m=, entonces el gasto en masa seá: masa de combustible= 6 l/h 0,8 kg/l=,8 kg/h El calo cedido en la combustión del combustible seá: Q c = c m= kcal/kg,8 kg/h=8000 kcal/h Siendo u el endimiento, entonces el calo útil tansfomado en tabajo seá: Q útil =Q c u = 8000 kcal/h 0,5=000 kcal/h Si convetimos a vatios: 000 kcal h 0 cal h,8 J kcal 0 s cal 9, W u 9, W 8, 9 76 W La potencia útil viene dada po u =M. Siendo M el pa moto y la velocidad angula: u 9 W M 9,56 N m 500. p. m. ág - -

15 5- Una motocicleta de 5 c.c. y hasta 5 de potencia máxima tiene una caea del moto de 5,5 mm, una elación de compesión de : y alcanza la potencia máxima a p.m.. alcula: La potencia máxima pemitida en kw. Diámeto del cilindo. olumen de la cámaa de combustión. a que popociona a la potencia máxima. max = 5 76 W/= 00 W=0,0 kw La supeficie del cilíndo: S L 5cm 5,5cm,9cm o lo que el diámeto: S,9 S 5, cm La elación de compesión: R c c c u u = volumen unitaio c = volumen de la cámaa de combustión c c c 5cm u,6cm El pa que popociona la potencia máxima: 00W M 0,55 N m p. m. ág - 5 -

16 6- Un moto de gasolina de un solo cilindo de cuato tiempos de 500 cm absobe combustible con una elación mezcla/combustible de 000/ giando a 000.p.m. Si el endimiento es del 5,65%. Sabiendo que la densidad de la gasolina es d gasolina = 0,75 kg/dm y su pode caloífico c = 9900 kcal/kg, calcula: Númeo de ciclos po segundo. Masa de combustible absobida po ciclo y po unidad de tiempo. alo absobido y tabajo efectivo po ciclo expesado en julios. otencia absobida y efectiva expesado en vatios. e) a moto N = 000 pm =, ev/seg n = N/ =,/ = 6,67 ciclos/s = u i = 500 cm = 0,5 dm = 0,5 litos. alculamos pimeo el volumen de combustible absobido po ciclo ( c ) planteando la siguiente egla de tes: 000 litos de mezcla lito de comb. 0,5 litos de mezcla c c =, litos comb/ciclo. m c = d c =, 0-5 kg combustible/ciclo. Q ab = m c c =, 0-5 c kg/ciclo 9900 kcal/kg= 0,75 kcal/ciclo = 0,75 J/ciclo W e = Q ab η= 0,75 J/ciclo 0,565=6,86 J/ciclo ab = Q ab n = 0,75 J/ciclo 6,67 ciclos/s=57,0 W e = W e n = 6,86 J/ciclo 6,67 ciclos/s=, W e) e = M ω ω = πn/ = π 000/ = 09, ad/s M= e /ω=, w / 09, ad/s = 8,80 N m ág - 6 -