Ciclo diesel

Ciclo Diesel
Introducción:
Fue inventado y patentado por Rudolf Diesel en 1892, del cual deriva su nombre. Fue diseñado inicialmente y presentado en la feria internacional de 1900 en París como el primer motor para "biocombustible", como aceite puro de palma o de coco. Diesel también reivindicó en su patente el uso de polvo de carbón como combustible, aunque no se utiliza por lo abrasivo quees. El motor diesel existe tanto en el ciclo de 4 tiempos (4T - aplicaciones de vehículos terrestres por carretera como automóviles, camiones y autobuses) como de 2 tiempos (2T - grandes motores de tracción ferroviaria y de propulsión naval)
Explicación
Es similar al motor de ignición por chispa excepto que requiere una relación de compresión mayor, y admite solamente aire durante el proceso deadmisión. Debido a esta alta relación de compresión, el aire admitido durante la admisión alcanza una alta presión y temperatura durante la compresión, a tal punto que el combustible, al ser inyectado en el cilindro, espontáneamente sufre combustión sin necesidad de la chispa suministrada por la bujía. Diesel inicialmente propuso controlar la inyección de combustible de tal manera que lacombustión de realizara a temperatura constante, posteriormente se tuvo más éxito con un proceso de combustión a presión constante. El ciclo puede realizarse en motores de cuatro y dos tiempos. Al analizar el primero, se observa que solamente se admite aire al cilindro durante el proceso de admisión mientras el pistón se desplaza desde el punto muerto superior hasta su punto muerto inferior, paraposteriormente comprimirse mientras el pistón se desplaza hacia arriba. Cuando el pistón se encuentra próximo a alcanzar su punto muerto superior, se inyecta combustible al cilindro en forma de pequeñas partículas de aceite finamente atomizado, lográndose así una combustión esencialmente isobárica. Los productos de combustión resultantes se expanden mientras el pistón se desplaza hacia su punto muertoinferior, para terminar el ciclo como un proceso de escape en que el pistón se mueve hacia su punto muerto superior.
Consideraciones del Ciclo
* El aire en el cilindro-pistón es un sistema cerrado
* La compresión y expansión son adiabáticas
* Todos los procesos son internamente reversibles
* El aire se supone gas ideal
* La energía cinética y potencial se considerandespreciables
Proceso
Los diagramas presión-volumen y temperatura-entropía de un ciclo Diesel estándar de aire aparecen en la sig. Figura.

* [ 1 – 2 ]: Compresión isoentrópica: es un proceso de compresión adiabática reversible (isoentrópica), es decir sin intercambio de calor con el exterior.
* [ 2 – 3 ]: Adición de calor a presión constante(compresión): proceso 2-3: en esta idealización,el aporte de calor Qp se simplifica por un proceso isóbaro (a presión constante).
* [ 3 – 4 ]: Expansión isoentrópica: proceso 3-4: se simplifica por una expansión isoentrópica (adiabática) del fluido termodinámico, hasta el volumen específico que se tenía al inicio de la compresión.
* [ 4 – 1 ]: Rechazo de calor a volumen constante: esta etapa es un proceso isocórico (escape) es decira volumen constante. Desde la presión final de expansión hasta la presión inicial de compresión.

Dado que el ciclo Diesel de aire-estándar está compuesto por procesos internamente reversibles, las aéreas en los diagramas T-s y P-v representar calor y trabajo, respectivamente. En el diagrama T-s, el área 2-3 representa el calor absorbido por una anidad de masa y el área 1-4 es el calor cedido porunidad de masa. En el proceso de compresión. El área 2-3-4 es el trabajo producido por unidad de masa cuando el pistón va desde el punto muerto superior al punto muerto inferior. El área encerrada en cada una de los dos diagramas es el trabajo neto obtenido, que es igual al calor transferido.

Modelo
Si se supone que el medio de trabajo no cambia su composición química, y se comporta como un...