Problema 04

Problema 4
Se pretende aumentar la potencia de un motor de encendido provocado cuyas
características son las siguientes:
Presión al inicio de la compresión 0,9 bar.
Temperatura de los gases al iniciode la compresión 30ºC
Relación de compresión del motor 8:1
Calor de combustión 2000 kJ/kg de gases.
Tenemos dos alternativas para aumentar la potencia:
1ª.- Aumentar la relación de compresión de 8:1a 10:1manteniendo el calor de combustión.
2ª.- Aumentar el calor de combustión aumentando el poder calorífico del combustible.
Para estudiar los cambios utilizaremos los ciclos de aire equivalentes.Calcular:
1.- El aumento de potencia esperado en el primer caso.
2º.- Aumento del poder calorífico del combustible en el segundo caso para obtener la
misma potencia que en el primer caso.
3º.- Compararel resultado de los dos casos en relación a la presión y temperatura
máxima, las temperaturas de escape y consumos específicos.

1º.- El rendimiento teórico del motor sin modificar será

η t1 = 1 −1

rc

γ −1

= 1−

1
= 0,5647
8 0, 4

El rendimiento teórico del motor con la primera modificación (2) será:

ηt 2 = 1 −

1
= 0,6019
10 0, 4

El tanto por ciento de aumento relativo de rendimiento(referido al rendimiento del motor
original) será pues del 6,59% y como el calor aportado sigue siendo el mismo este será el
aumento de potencia que debemos esperar.
2.- En la segunda modificación delmotor no variamos la relación de compresión, luego no
variará el rendimiento teórico por lo que para obtener un aumento de potencia del 6,59% deberá
de aumentar en este porcentaje el calor aportado,luego deberá de valer 2132 kJ/kg.
3.- La presión en el punto 2, en el motor sin modificar, será:

P2 = P1 rcγ = 0,9 x81, 4 = 16,54bar
que será la misma que en la segunda modificación.
En la primeramodificación valdrá:

P2 = 0,9 x101, 4 = 22,6bar
La temperatura en el mismo punto será, en el motor sin modificar y con la segunda
modificación:

T2 P2V2
P
16,54
=
= 2 =
T1 P1V1 P1rc 0,9 x8
T2 = T1

P2...