Calculo del ciclo otto

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL “TICOMAN”

INGENIERÍA AERONÁUTICA

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MOTOR ALTERNATIVO.

CICLO OTTO

GRUPO: 7AM2

ING. MINELIA LANDEROS MENDEZ

ALUMNO: ORTEGA LEMUS JORGE IRVING

OBJETIVO.
Realizar el cálculo y las graficas correspondientes del ciclo Otto ideal y real de unmotor para obtener los parámetros correspondientes como son: calculo de la cilindrada, área, λ, balance térmico, etc.

INTRODUCCION.
Muchas de las máquinas térmicas que se construyen en la actualidad (motores de camiones, coches, maquinaria, etc.) están provistas de un motor denominado motor de cuatro tiempos. El ciclo que describe el fluido de trabajo de dichas máquinas se denomina ciclo de Otto,inventado a finales del siglo XIX por el ingeniero alemán del mismo nombre.
En el ciclo de Otto, el fluido de trabajo es una mezcla de aire y combustible que experimenta una serie de transformaciones (seis etapas, aunque el trabajo realizado en dos de ellas se cancela) en el interior de un cilindro provisto de un pistón.
El proceso consta de seis etapas:
* 01-Admisión: la válvula deadmisión se abre, permitiendo la entrada en el cilindro de la mezcla de aire-combustible. Al finalizar esta primera etapa, la válvula de admisión se cierra. El pistón se desplaza hasta el denominado punto muerto inferior (PMI).

* 12-Compresión adiabática: la mezcla de aire y gasolina se comprime sin intercambiar calor con el exterior. La transformación es por tanto isentrópica. La posición quealcanza el pistón se denomina punto muerto superior (PMS). El trabajo realizado por la mezcla en esta etapa es negativo, ya que ésta se comprime.

* 23-Explosión: la bujía se activa, salta una chispa y la mezcla se enciende. Durante esta transformación la presión aumenta a volumen constante.

* 34-Expansión adiabática: la mezcla se expande adiabáticamente. Durante este proceso, la energíaquímica liberada durante la combustión se transforma en energía mecánica, ya que el trabajo durante esta transformación es positivo.

* 45-Enfriamiento isócoro: durante esta etapa la presión disminuye y la mezcla se enfría liberándose calor al exterior.

* 56-Escape: la válvula de escape se abre, expulsando al exterior los productos de la combustión. Al finalizar esta etapa el proceso vuelvea comenzar.
Rendimiento del ciclo de Otto ideal
El rendimiento del ciclo de Otto, como el de cualquier otra máquina térmica, viene dado por la relación entre el trabajo total realizado durante el ciclo y el calor suministrado al fluido de trabajo:
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La absorción de calor tiene lugar en la etapa 23 y la cesión en la 41, por lo que:
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Suponiendo que la mezcla de aire y gasolina secomporta como un gas ideal, los calores que aparecen el la ecuación anterior vienen dados por:
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ya que ambas transformaciones son isócoras.
Sustituyendo en la expresión del rendimiento:
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Las transformaciones 12 y 34 son adiabáticas, por lo que:
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Puesto que V2 = V3 y V4 = V1.
Restando,
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La relación entre volúmenes V1/V2 se denomina relación de compresión (r).
Sustituyendo en laexpresión del rendimiento se obtiene:
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El rendimiento expresado en función de la relación de compresión es:
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Cuanto mayor sea la relación de compresión, mayor será el rendimiento del ciclo de Otto.
Ciclo de Otto real
En la práctica, ni las transformaciones adiabáticas del ciclo de Otto son adiabáticas (isentrópicas) ni las transformaciones isócoras de la animación anterior tienen lugar avolumen constante.
En la siguiente figura se ha representado un esquema del ciclo real de Otto superpuesto con el ideal analizado en las secciones anteriores.
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NISSAN GT-R

FICHA TECNICA.

Combustible | Gasolina |
Potencia máxima CV-Kw/rpm | 486-357/6400 |
Par máximo Nm/rpm. | 588/3200-5200 |
Situación | Delantero Longitudinal. |
Numero de cilindros. | 6 en V |
Material...