6. RESPUESTAS CUESTIONARIO. - Las primeras 11 preguntas tratan de evaluar los conocimientos que poseen las personas de motores diesel

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Daniel Romero Martín
hace 5 años
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1 6. RESPUESTAS CUESTIONARIO El test que se ha generado trata dos asuntos diferentes: - Las primeras 11 preguntas tratan de evaluar los conocimientos que poseen las personas de motores diesel - Las 9 últimas preguntas tratan de identificar si el programa que le hemos mostrado le ha resultado de sencillo manejo, compresión etc. RESPUESTAS DE LAS ONCE PRIMERAS PREGUNTAS 1.b. La correlación utilizada para predecir el tiempo de retraso como función de las variables del motor y del aire de entrada ha sido la formula empírica dada creada por Hardenberg y Hase, la cual ha tenido en cuenta el índice de cetano y el régimen de giro, ésta es la siguiente: τ ( CA) = ( S id p ) exp Ea R T p 12.4 donde S p es la velocidad lineal media del pistón (m/s) y R es la constante universal de los gases (8.314 J/molK). Ea (J/mol) es la energía aparente de activación y viene dada por.63 E a = CN + 25 donde CN es índice de cetano del combustible. Se puede deducir si observamos la fórmula que al elevar CN disminuye el exponente por lo que disminuye el tiempo de retraso. Si observamos los valores numéricos que genera el programa para distintos valores del índice de cetano; comprobamos que al aumentar éste, el ángulo de inyección disminuye. 1

2 Índice Cetano = 30 Índice Cetano = 60 2.b. Se muestran dos gráficas que representan la tasa de liberación de calor frente al ángulo del cigüeñal con los mismos parámetros, en las que solo ha variado el índice de cetano. En ellas, se puede observar que el pico máximo de la curva de la tasa de liberación de calor no se ve afectado al variar el índice de cetano; sin embargo dicho índice sí afecta al ángulo de comienzo de la inyección como ya se señaló en la respuesta de la cuestión 1. Índice cetano 30 2

3 Índice cetano 60 3.c. Se muestran dos gráficas que representan la tasa de liberación de calor frente al ángulo del cigüeñal con los mismos parámetros, en las que solo ha variado Q p. En ellas se muestra como al disminuir Q p disminuye el pico máximo de la tasa de liberación de calor. Qp =9 Qp =11 3

4 Para demostrar que al disminuir Q p aumenta el ángulo de comienzo de la inyección, se muestran a continuación los valores de los parámetros M p,d, q p,d, Q p,d correlacionados con respecto al ángulo de comienzo de la inyección. 4.b. A bajas velocidades hay más tiempo para que el calor pase a través de las paredes y por lo tanto existe más pérdida de calor que a altas velocidades. A continuación, se muestran dos gráficas que representan el calor transferido a las paredes frente al ángulo del cigüeñal con los mismos parámetros, en las que solo ha variado el número de revoluciones por minuto. En ellas se muestra como al disminuir n aumenta el calor transferido. n= 700rpm 4

n= 1000rpm 5.c. En primer lugar se explicará el porqué la opción a no es correcta, si recordamos ésta decía lo siguiente: - Al aumentar la relación de compresión disminuye el rendimiento térmico.

De hecho aumentando la relación de compresión aumenta el rendimiento térmico y por lo tanto disminuye el consumo específico.

5 n= 1000rpm 5.c. En primer lugar se explicará el porqué la opción a no es correcta, si recordamos ésta decía lo siguiente: - Al aumentar la relación de compresión disminuye el rendimiento térmico. Pues bien, lo cierto es que la relación de compresión (ρ) influye en el consumo específico. De hecho aumentando la relación de compresión aumenta el rendimiento térmico y por lo tanto disminuye el consumo específico. Curva de consumo específico en función de la relación de compresión En segundo lugar se explicará el porqué la opción b no es correcta, si recordamos ésta decía lo siguiente: - Al aumentar la relación de compresión disminuye la portencia teniendo en cuenta que el consumo específico está fijado. Pues bien, lo cierto es que aumentando la relación de compresión aumenta el rendimiento termodinámico; esto se transforma, con igual consumo específico, en un aumento de potencia. Se puede afirmar que la potencia aumenta al crecer la relación de compresión, hasta un límite variable según el tipo de motor, del combustible empleado y de la forma de la cámara de combustión. Cuando se adoptan relaciones de compresión altas, hay que tener en cuenta que las presiones más elevadas provocan mayores pérdidas por fricción y que, al aumentar el esfuerzo, hay que construir órganos más resistentes. 5

6 6.c. El par motor, que corresponde a la fuerza desarrollada durante la rotación, alcanza su valor máximo a un determinado régimen (inferior al de la potencia máxima), a partir del cual disminuye al aminorarse: - El rendimiento volumétrico (esto se explica teniendo en cuenta que para cada motor existe una velocidad de rotación en correspondencia de la cual la masa del fluido activo que entra en los cilindros en cada ciclo es la máxima posible). - El rendimiento mecánico (debido al aumento de las pérdidas por rozamiento en los órganos fundamentales del motor y en los mecanismos auxiliares que éste arrastra). 7.a. Para modificar el rendimiento volumétrico hay que variar: - Las dimensiones de los conductos. - El diagrama de la distribución. Aumentando las dimensiones de los conductos y de las válvulas disminuye la velocidad de los gases y mejora el rendimiento volumétrico a altas revoluciones, ya que la resistencia de paso es menor. Con bajas revoluciones, sucede lo contrario, puede verificarse también que al empezar la fase de compresión una cierta cantidad de mezcla vuelva al conducto de admisión. En definitiva, aumentando las dimensiones de las válvulas y los conductos, se desplaza a un régimen más elevado el valor máximo del rendimiento volumétrico y por lo tanto el par máximo y la potencia. El régimen máximo del motor aumenta y también la potencia, mientras la potencia con bajos regímenes disminuye. Al reducir las dimensiones de los conductos y válvulas se produce lo contrario. El aumento de la velocidad de los gases en los conductos desplaza a un régimen inferior el rendimiento volumétrico máximo y por lo tanto también el par y la potencia máxima. El régimen máximo del motor disminuye y la potencia correspondiente se reduce, mientras que aumenta con bajos regímenes. 8.a. Con tiempos de apertura largos (es decir grandes ángulos de admisión y escape), los resultados son parecidos a los que se obtienen aumentando las dimensiones de los conductos y las válvulas. Con regímenes bajos puede suceder que, durante la fase de cruce, la mezcla no pueda entrar por el empuje de los gases de escape. Con tiempos cortos eliminamos la posibilidad de que el motor funcione con regímenes altos de rotación. 9.c. Al disminuir la carga, el consumo específico, influido por las pérdidas por fricción que son proporcionalmente más grandes, se reduce porqué mejora la combustión, ya que aumenta el exceso de aire respecto al combustible inyectado. A continuación se observa en los valores numéricos originados por el programa cómo aumenta el consumo al aumentar la carga, concretamente: - Cuando el valor de la carga es de 0% el consumo es 0 g/kw h - Cuando el valor de la carga es de 50% el consumo es g/kw h 6

Carga 0% Carga 50% 10.a. Según se ha visto el calor transferido viene dado por la siguiente relación: dq dt = h A T ( T )[ W ] Donde A es el área de transferencia y ésta aumenta al aumentar el

7 Carga 0% Carga 50% 10.a. Según se ha visto el calor transferido viene dado por la siguiente relación: dq dt = h A T ( T )[ W ] Donde A es el área de transferencia y ésta aumenta al aumentar el diámetro del cilindro en una proporción mayor a la que disminuye h al aumentar dicho diámetro, según la siguiente correlación: g pg h c VT TCA = D p Tg C1 Cm + C2 p pca VCA 0. ( p ) 8 0 Por consiguiente queda demostrado que el calor transferido aumentará al hacerlo el diámetro. 11.a. A continuación se muestran los valores numéricos generados por el programa, en los que el único dato que se ha variado para generar éstos, es el número de segmentos. En ellos, se puede observar como al aumentar el número de segmentos aumenta el porcentaje de fugas. 7

Número de segmentos = 2 Número de segmentos = 3 Recogeremos en una tabla las respuestas correctas anteriormente razonadas: Respuestas correctas 1.b 2.b 3.c 4.b 5.c 6.c 7.a 8.a 9.c 10.a 11.

8 Número de segmentos = 2 Número de segmentos = 3 Recogeremos en una tabla las respuestas correctas anteriormente razonadas: Respuestas correctas 1.b 2.b 3.c 4.b 5.c 6.c 7.a 8.a 9.c 10.a 11.a Tras pasar el cuestionario a cuarenta personas este es el resultado obtenido, basándonos en el siguiente sistema de evaluación: - 7 o menos respuestas acertadas: desconocimiento de motores diesel - 8 respuestas acertadas - 9 respuestas acertadas - 10 respuestas acertadas RESPUESTAS CORRECTAS 10% 5% 34% 7 o menos % 10 8

9 RESPUESTAS DE LAS NUEVA ÚLTIMAS PREGUNTAS Las nueve restantes preguntas del test, tratan de evaluar nuestro programa desde varios aspectos, tales como: comodidad de uso, presentación de la información, acceso a resultados, etc.. Esto nos dará una idea del grado de dificultad que presenta el programa a los usuarios, por ello, en función de la respuesta que nos den nuestros encuestados, las clasificaremos en los siguientes grupos: GRADOS DE DIFICULTAD QUE PRESENTA EL PROGRAMA BAJO MEDIO ALTO 12.c 13.a 14.a 15.a 16.c 17.a 18.a 19.c 20.c 12.a 13.b 14.b 15.b 16.b 17.b 18.b 19.b 20.b 12.b 13.c 14.c 15.c 16.a 17.c 18.c 19.a 20.a Tras entrevistar a cuarenta personas, éstos han sido los resultados obtenidos: GRADOS DE DIFICULTAD DEL PROGRAMA 7% 25% BAJO MEDIO ALTO 68% 9

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