Escuela Superior Politécnica del Litoral

Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

Nombre: Luis A. Campoverde

Fecha: 16 de Junio de 2015

Gráficas de Eficiencia de Ciclos en Motores de Combustión Interna

La eficiencia térmica en general se define como la razón entre el trabajo neto obtenido en un ciclo termodinámico y el calor suministrado al sistema para poder obtener ese trabajo. Esta eficiencia también puede ser obtenida a partir de la razón de compresión que posee cada ciclo, por lo que en este caso se procederá a realizar esas gráficas para los ciclo Otto, Diésel y Dúplex.

1. Ciclo OttoLa eficiencia térmica del Ciclo Otto está definida por la siguiente expresión:

ηt=1−1

rck−1

En donde rc es la razón de compresión del ciclo y que para el Ciclo Otto es un valor que oscila entre 8 y 12, y k es la constante isotrópica que para el caso del aire equivale a 1.4. Entonces si graficamos la eficiencia térmica en función de la razón de compresión obtendremos la siguiente curva.

Ya que el coeficiente isotrópico en la vida real no es constante, en la siguiente gráfica se muestran las curvas para valores de 1.67, 1.4 y 1.3 respectivamente.

2. Ciclo DiéselLa eficiencia térmica del Ciclo Diésel está definida por la siguiente expresión:

ηt=1−1rck−1 ( βk−1k (β−1 ) )

En donde rc es la razón de compresión del ciclo y que para el Ciclo Diésel es un valor que oscila entre 16 y 24, y k es la constante isotrópica que para el caso del aire equivale a 1.4 y β es razón de combustión la cual depende de las temperaturas entre las cuales se realiza la combustión. Entonces si graficamos la eficiencia térmica en función de la razón de compresión obtendremos la siguiente curva.

3. Ciclo DúplexLa eficiencia térmica del Ciclo Dúplex está definida por la siguiente expresión:

ηt=1−1rck−1 ( α βk−1

αk (β−1 )+(α−1))En donde rc es la razón de compresión del ciclo y que para el Ciclo Dúplex es un valor que oscila entre 5 y 20, y k es la constante isotrópica que para el caso del aire equivale a 1.4, β es razón de combustión la cual depende de las temperaturas entre las cuales se realiza la combustión y α es la razón de explosión. Entonces si graficamos la eficiencia térmica en función de la razón de compresión obtendremos la siguiente curva.

Ahora se variarán los valores de α , usando 2, 3 y 3.5 se obtiene la siguiente gráfica.

Si hacemos un acercamiento a la curva podemos observar que la diferencia que provoca los valores de α , no es considerable.