LABORATORIO DE TERMODINAMICA

Guia No1

Tema: Ciclo Otto

INTEGRANTESCarlos CarvajalByron CastilloAndrs GuerraAlejandro MedinaDavid MonarAlejandro Moreno

ING. ROBERTO BUENAO

TEMA: Ciclo Otto

OBJETIVO: Determinar el estado del funcionamiento del motor a gasolina de cuatro tiempos (mono-cilindrico). Realizar las grficas necesarias para analizar el ciclo Otto.

MARCO TERICO:

Enunciado

Unciclo Ottoideal modela el comportamiento de un motor de explosin. Este ciclo est formado por seis pasos, segn se indica en la figura. Pruebe que el rendimiento de este ciclo viene dado por la expresin

siendor=VA/VBlarazn de compresinigual al cociente entre el volumen al inicio del ciclo de compresin y al final de l. Para ello, halle el rendimiento a partir del calor que entra en el sistema y el que sale de l; exprese el resultado en trminos de las temperaturas en los vrtices del ciclo y, con ayuda de la ley de Poisson, relacione este resultado con los volmenesVAyVB.

Descripcin del Ciclo:Un ciclo Otto ideal es una aproximacin terica al comportamiento de un motor de explosin. Las fases de operacin de este motor son las siguientes:

Admisin (1)El pistn baja con la vlvula de admisin abierta, aumentando la cantidad de mezcla (aire + combustible) en la cmara. Esto se modela como una expansin a presin constante (ya que al estar la vlvula abierta la presin es igual a la exterior). En el diagrama PV aparece como la lnea recta EA.

Compresin (2)El pistn sube comprimiendo la mezcla. Dada la velocidad del proceso se supone que la mezcla no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es adiabtico. Se modela como la curva adiabticareversibleAB, aunque en realidad no lo es por la presencia de factores irreversibles como la friccin.CombustinCon el pistn en su punto ms alto, salta la chispa de la buja. El calor generado en la combustin calienta bruscamente el aire, que incrementa su temperatura a volumen prcticamente constante (ya que al pistn no le ha dado tiempo a bajar). Esto se representa por una iscora BC. Este paso es claramente irreversible, pero para el caso de un proceso iscoro en un gas ideal el balance es el mismo que en uno reversible.Expansin (3)La alta temperatura del gas empuja al pistn hacia abajo, realizando trabajo sobre l. De nuevo, por ser un proceso muy rpido se aproxima por una curva adiabtica reversible CD.Escape (4)Se abre la vlvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistn a una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fra en la siguiente admisin. El sistema es realmenteabierto, pues intercambia masa con el exterior. No obstante, dado que la cantidad de aire que sale y la que entra es la misma podemos, para el balance energtico, suponer que es el mismo aire, que se ha enfriado. Este enfriamiento ocurre en dos fases. Cuando el pistn est en su punto ms bajo, el volumen permanece aproximadamente constante y tenemos la iscora DA. Cuando el pistn empuja el aire hacia el exterior, con la vlvula abierta, empleamos la isobara AE, cerrando el ciclo.En total, el ciclo se compone de dos subidas y dos bajadas del pistn, razn por la que se le llamamotor de cuatro tiempos.En un motor real de explosin varios cilindros actan simultneamente, de forma que la expansin de alguno de ellos realiza el trabajo de compresin de otros.

EQUIPO UTILIZADO:MOTOR DE CUATRO CARRERAS TECQUIPMENT TD 114 Mono-cilndrico Dimetro del pistn: 67 mm Carrera del pistn: 56 mm Relacin de compresin: 6.5 Gasolina, densidad: 830 Kg/m3 Protector de odos Mandil Zapatos de Seguridad Osciloscopio Cmara de fotos

PROCEDIMIENTO:

TABULACIN DE DATOS:

TIEMPORpmsTorqueVol. combustiblePresin de aire a la entrada

seg.seg.N*mN*mmlmm H2O

ANALISIS DE RESULTADOS:rpmrea Pot.LPMIwPot. IPot. FPerdidas

cm2MN/m2ra/seg.N*m/seg. (J)N*m/seg. (J)J

Efic. MecnicaP airemasa de aireVol. com.nRev. com.

%N/m2Kg.m3Rev.Rev.

Vol./Rev.Masa com.A/C

m3/Rev.Kg.

PREGUNTAS:

Cuntas son las fases de operacin del ciclo otto? Cunto es la eficiencia mecanica de este ciclo? Cul es la relacin de Aire /Combustible? Realizar Graficas

CONCLUSIONES:

RECOMENDACIONES:

BIBLIOGRAFIA: