Ciclos

CICLO DIESEL.
En un motor de ignición por chispa, el combustible se enciende mediante la energía proporcionada desde una fuente externa. Un método alterno para iniciar el proceso de combustión en un motor alternativo consiste en elevar la temperatura de la mezcla de combustible y aire por encima de su temperatura de ignición. Un motor construido con base en este principio recibe el nombre demotor de ignición por compresión (IC).utilizando los intervalos y empleando diesel como combustible en vez de gasolina la temperatura del aire dentro del cilindro excederá la temperatura de ignición al final dela carrera de compresión.
Como únicamente hay una carrera de fuerza por cada dos revoluciones, es necesario conocer bien el ciclo de funcionamiento para calcular la potencia del motor. Loscuatro “tiempos” o carreras se describen de la siguiente manera:

Tiempo 1, admisión: la válvula de admisión está abierta, la de escape, cerrada, y el embolo se desplaza hacia abajo permitiendo la entrada al cilindro de una mezcla nueva de aire y combustible (en un motor de ignición eléctrica, m.i.e.), o de una carga de aire nuevo (en un motor de ignición por compresión, m.i.c).

Tiempo 2,compresión: tanto la válvula de admisión como la de escape se encuentran cerradas, y la mezcla de aire y combustible (m.i.e.), o la carga de aire (m.i.c.), es comprimida por el movimiento ascendente del pistón.

Tiempo 3, fuerza: las válvulas de admisión y de escape están cerradas y se produce la combustión y la expansión de los gases que impulsan el embolo hacia arriba.

Tiempo 4, escape: laválvula de escape está abierta, la de admisión se halla cerrada, y el movimiento ascendente del embolo expulsa del motor los productos de combustión.



Admisión Compresión Fuerza Escape
Diagrama P-V. Diagrama T-S.

1-2: Tras la compresión, el volumen del cilindro sereduce según la razón de compresión.
2-3: Expansión isóbara, en el proceso de calentamiento, la presión se mantiene constante.
3-4: Expansión adiabática, durante la bajada del pistón el gas se enfría adiabáticamente. La temperatura al final del proceso combinada con el que sabemos que el volumen al final es el mismo que antes de empezar la compresión.
4-1: Enfriamiento a V constante, en un motordiésel real el aire quemado y caliente es expulsado por el tubo de escape, liberando calor al ambiente y siendo sustituido por nuevo aire frío. En el ciclo Diesel ideal nos imaginamos que el aire recircula, volviendo al estado A, intercambiando sólo el calor con el ambiente.

Aplicaciones.
• Vista de un motor Diesel 2T marino
• Sección de un Diesel 2T, con las válvulas de escape y el compresormecánico para las lumbreras de admisión, Maquinaria agrícola 2T (pequeña) y 4T (tractores, cosechadoras)
• Propulsión ferroviaria 2T
• Propulsión marina 4T hasta una cierta potencia, a partir de ahí 2T
• Vehículos de propulsión a oruga
• Automóviles y camiones (4T)
• Grupos generadores de energía eléctrica (centrales eléctricas y de emergencia)
• Accionamiento industrial (bombas,compresores, etc., especialmente de emergencia)
• Propulsión aérea

PROBLEMAS:
Las condiciones de alimentación de un ciclo dual de aire estándar que opera con una relación de compresión de 15:1 son 14.4 psia y 60 ⁰f. la relación de presiones durante el calentamiento a volumen constante es1.5:1, y la relación de volúmenes en la parte en la del proceso de calentamiento a presión constante 1.8:1. Calcule:a) las temperaturas y las presiones a lo largo del ciclo, b) el calor de entrada y el calor expulsado y c) la eficiencia térmica, usando las tablas para el aire.

a) La presión y la temperatura después de la compresión isoentrópica se hallan:

Usando la ecuación de los gases ideales, a volumen constante:

Por interpolación lineal en la tabla:

b) el calor suministrado al ciclo:

El...