Eficiencia y Rendimiento del motor reciproco
Páginas: 22 (5342 palabras)
Publicado: 10 de noviembre de 2014
Eficiencia y Rendimiento del Motor Reciproco
Todos los motores de las aeronaves se clasifican de acuerdo a su capacidad para hacer el trabajo y producir energía. Esta sección presenta una explicación del trabajo y la potencia, y cómo se calculan.
También se discuten las distintas eficiencias que rigen la potencia de salida de un motor alternativo.
Trabajo
Un físico define el trabajo comofuerza por distancia. Trabajo realizado por una fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la magnitud de la fuerza multiplicada por la distancia a través de la cual actúa la fuerza.
Trabajo (W) = Fuerza (F) x Distancia (D)
El trabajo es medido por varios estándares. La unidad más común es llamado libras-pie (ft- lb). Si se levanta una masa de 1 libra a 1 pie, se ha realizado una libra-pie detrabajo. Cuanto mayor es la masa y/o cuanto mayor sea la distancia, mayor será el trabajo realizado.
Caballos de fuerza
La unidad común de energía mecánica es la potencia (hp). A finales del siglo XVIII, James Watt, el inventor de la máquina de vapor, encontró que un caballo de batalla Inglés podría trabajar a una relación de 550 libras-pie por segundo, o 33 000 libras-pie por minuto, por unplazo razonable de tiempo.
A partir de sus observaciones llego la unidad potencia, que es la unidad estándar de caballos de potencia en el sistema Inglés de medición. Para calcular los caballos de potencia (hp) de un motor, se divide la potencia desarrollada en libras-pie por minuto por 33.000, o la potencia en libras-pie por segundo por 550.
1 hp = ft- lb por minuto
33000ó
ft- lb por segundo
550
Como se dijo anteriormente, el trabajo es el producto de la fuerza y la distancia, y la potencia es el trabajo por unidad de tiempo. En consecuencia, si un Peso de 33.000 libras se levanta a través de una distancia vertical de 1 pie en 1 minuto, la potencia consumida es de 33.000 libras-pie por minuto, o exactamente 1 hp.
El trabajo se realiza nosólo cuando se aplica una fuerza para la elevación; la fuerza puede ser aplicada en cualquier dirección. Si un peso de 100 libras es arrastrado por el suelo, una fuerza está siendo aplicada para realizar el trabajo, aunque la dirección del movimiento resultante es aproximadamente horizontal. La cantidad de esta fuerza dependerá de la rugosidad del suelo.
Si el peso fuese unido a una balanza deresorte graduado en libras, luego arrastrado tirando del asa de la báscula, la cantidad de fuerza requerida podría ser medida. Supongamos que la fuerza requerida es 90 libras, y el peso 100 - libras es arrastrado 660 metros en 2 minutos. La cantidad de trabajo realizado en los 2 minutos seria 59.400 libras-pie o 29,700 libras-pie por minuto. Ya que 1 hp es 33.000 libras-pie por minuto, el hp gastadoen este caso es 29.700 dividido por 33.000, o 0,9 hp.
Desplazamiento del pistón
Cuando otros factores se mantienen iguales, a mayor desplazamiento del pistón, mayor es la potencia máxima de un motor capaz de desarrollar. Cuando un pistón se mueve del BDC al TDC, se desplaza un volumen específico. El volumen desplazado por el pistón se conoce como desplazamiento del pistón y se expresa en pulgadascúbicas para la mayoría de los motores fabricados en Estados Unidos y cúbico centímetros para los demás.
El desplazamiento del pistón de un cilindro se puede obtener multiplicando el área de la sección transversal del cilindro por la distancia total que el pistón se mueve en el cilindro en una carrera. Para los motores multicilíndricos, este resultado se multiplica por el número de cilindrospara obtener el desplazamiento total del pistón del motor.
Dado que el volumen (V) de un cilindro geométrico es igual al área (A) de la base multiplicada por la altura (h), que se expresa matemáticamente como:
V = A × h
El área de la base es el área de la sección transversal del cilindro.
Área de un círculo
Para encontrar el área de un círculo, es necesario utilizar un número llamada...
Todos los motores de las aeronaves se clasifican de acuerdo a su capacidad para hacer el trabajo y producir energía. Esta sección presenta una explicación del trabajo y la potencia, y cómo se calculan.
También se discuten las distintas eficiencias que rigen la potencia de salida de un motor alternativo.
Trabajo
Un físico define el trabajo comofuerza por distancia. Trabajo realizado por una fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la magnitud de la fuerza multiplicada por la distancia a través de la cual actúa la fuerza.
Trabajo (W) = Fuerza (F) x Distancia (D)
El trabajo es medido por varios estándares. La unidad más común es llamado libras-pie (ft- lb). Si se levanta una masa de 1 libra a 1 pie, se ha realizado una libra-pie detrabajo. Cuanto mayor es la masa y/o cuanto mayor sea la distancia, mayor será el trabajo realizado.
Caballos de fuerza
La unidad común de energía mecánica es la potencia (hp). A finales del siglo XVIII, James Watt, el inventor de la máquina de vapor, encontró que un caballo de batalla Inglés podría trabajar a una relación de 550 libras-pie por segundo, o 33 000 libras-pie por minuto, por unplazo razonable de tiempo.
A partir de sus observaciones llego la unidad potencia, que es la unidad estándar de caballos de potencia en el sistema Inglés de medición. Para calcular los caballos de potencia (hp) de un motor, se divide la potencia desarrollada en libras-pie por minuto por 33.000, o la potencia en libras-pie por segundo por 550.
1 hp = ft- lb por minuto
33000ó
ft- lb por segundo
550
Como se dijo anteriormente, el trabajo es el producto de la fuerza y la distancia, y la potencia es el trabajo por unidad de tiempo. En consecuencia, si un Peso de 33.000 libras se levanta a través de una distancia vertical de 1 pie en 1 minuto, la potencia consumida es de 33.000 libras-pie por minuto, o exactamente 1 hp.
El trabajo se realiza nosólo cuando se aplica una fuerza para la elevación; la fuerza puede ser aplicada en cualquier dirección. Si un peso de 100 libras es arrastrado por el suelo, una fuerza está siendo aplicada para realizar el trabajo, aunque la dirección del movimiento resultante es aproximadamente horizontal. La cantidad de esta fuerza dependerá de la rugosidad del suelo.
Si el peso fuese unido a una balanza deresorte graduado en libras, luego arrastrado tirando del asa de la báscula, la cantidad de fuerza requerida podría ser medida. Supongamos que la fuerza requerida es 90 libras, y el peso 100 - libras es arrastrado 660 metros en 2 minutos. La cantidad de trabajo realizado en los 2 minutos seria 59.400 libras-pie o 29,700 libras-pie por minuto. Ya que 1 hp es 33.000 libras-pie por minuto, el hp gastadoen este caso es 29.700 dividido por 33.000, o 0,9 hp.
Desplazamiento del pistón
Cuando otros factores se mantienen iguales, a mayor desplazamiento del pistón, mayor es la potencia máxima de un motor capaz de desarrollar. Cuando un pistón se mueve del BDC al TDC, se desplaza un volumen específico. El volumen desplazado por el pistón se conoce como desplazamiento del pistón y se expresa en pulgadascúbicas para la mayoría de los motores fabricados en Estados Unidos y cúbico centímetros para los demás.
El desplazamiento del pistón de un cilindro se puede obtener multiplicando el área de la sección transversal del cilindro por la distancia total que el pistón se mueve en el cilindro en una carrera. Para los motores multicilíndricos, este resultado se multiplica por el número de cilindrospara obtener el desplazamiento total del pistón del motor.
Dado que el volumen (V) de un cilindro geométrico es igual al área (A) de la base multiplicada por la altura (h), que se expresa matemáticamente como:
V = A × h
El área de la base es el área de la sección transversal del cilindro.
Área de un círculo
Para encontrar el área de un círculo, es necesario utilizar un número llamada...
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