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• RL Kriss

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CANTIDAD INYECTADA 25.9. De la fórmula para calcular la cantidad inyectada (en mm3) para un motor de cuatro tiempos despejar.

KIV =

b=

b x Pe x 2 x 1000 = mm3 I x n x 60 x p 𝑏 =

64 𝑚𝑚3 x 8 Kw x 1600 x 60 x 0,84

kg 𝑑𝑚

82 Kw x 2 x 1000 41 287 680 𝑔 = 251.7 164 000 𝐾𝑤ℎ

CONSUMO ESPESIFICO

Kiv x i x n x 60 x p g b= = Pe x 2 x 1000 Kwh

25.11. Se tiene las siguientes características de un motor diésel de cuatro tiempos. DATOS

POTENCIA DEL MOTOR

Pe =

Kiv x i x n x 60 x p = Kw b x 2 x 1000

𝑏 = 220

𝑔 𝑘𝑊ℎ

𝑖=6 𝑛 = 2000 1/𝑚𝑖𝑛 𝐾𝐼𝑉 = 76 𝑚𝑚3 𝑝𝑜𝑟 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑝 = 0,82 𝑔 /𝑐𝑚3 𝑃𝑒 =?

REVOLUCION DE MOTOR b x 2 x Pe x 1000 1 n= = i x Kiv x 60 x p min

DENSIDAD DE COMBUSTIBLE p=

b x 2 x Pe x 1000 g = i x n x 60 x Kiv cm3

25.10: La cantidad inyectada en un motor Diésel de cuatro tiempos, de 8 cilindros es de 64 𝑚𝑚3a plana carga, con lo cual desarrolla una potencia de 82 Kw a 1600 1/min revoluciones. Calcular con esos valores el consumo especifico ( densidad del combustible p =0,84 kg/ 𝑑𝑚3 ) FORMULA

b=

Kiv x i x n x 60 x p g = Pe x 2 x 1000 Kwh

DATOS I: 8 cilindros Pe: 82 Kw N: 1600 1/min p : 0,84 kg /𝑑𝑚3 KIV: 64 𝑚𝑚3

FORMULA

Pe =

Kiv x i x n x 60 x p = Kw b x 2 x 1000

𝑔 1 76𝑚𝑚3 𝑥 6 𝑥 2000 𝑚𝑖𝑛 𝑥 60 𝑥 0,82 𝑐𝑚3 𝑃𝑒 = 𝑔 220 𝑥 2 𝑥 1000 𝐾𝑤ℎ

𝑃𝑒 =

4 487 0400

440 000

= 101,97, 𝐾𝑤

25.12 Un motor Diésel de cuatro tiempos de cuatro cilindros a 2500 1/ min, revolución desarrolla una potencia de 45 Kw. Por cada ciclo de trabajo se le inyectan 48 𝑚𝑚3 de combustible cuya densidad p= 0,85 g/ 𝑐𝑚3 a) calcular el consumo especifico b) calcular la potencia del motor con la misma cantidad inyectada y el mismo consumos especifico, pero con un combustible ligero , que tiene la densidad p=0,81 g / 𝑐𝑚3 .

FORMULA b=

𝑩 = 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑝𝑜𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑎

Kiv x i x n x 60 x p g = Pe x 2 x 1000 Kwh

𝑷𝒆 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝒌𝑾 FORMULAS:

DATOS:

1. PODER CALORIFICO POR KILO. Cantidad de calor = Masa · Poder calorífico por kilo.

𝑛 = 2500 1/𝑚𝑖𝑛 𝑃𝑒 = 45 𝑘𝑊 𝑖=4 𝐾𝐼𝑉 = 48 𝑚𝑚3 𝑝 = 0.85 𝑔/𝑐𝑚3 𝑏 =? 𝑃𝑒 = ?

𝑸𝑪 = 𝑚 · 𝐻𝑢 [𝒌𝑱]

DESARROLLO DE CONSUMO ESPECIFICO:

2. PODER CALORIFICO PO LITRO. Poder calorífico por litro = Poder calorífico por kilo · Densidad.

1 𝑥 60 𝑥 0,85𝑔/𝑐𝑚3 𝑚𝑖𝑛 45 kW 𝑥 2 𝑥 1000

𝑯𝑳 = 𝐻𝑢 · 𝑝

48 𝑚𝑚3 𝑥 4 𝑥 2500

𝑏=

𝒌𝒈 𝒉

𝒌𝑱 𝒍

3. RENDIMIENTO ÚTIL

𝑏=

24 480 000 𝑔 = 272 90 000 𝐾𝑤ℎ

Rendimiento útil =

Potencia del motor · 3600 Cnsum comb · Pdr calorífico

POTENCIA DE MOTOR:

Pe =

Kiv x i x n x 60 x p = Kw b x 2 x 1000

Ojo : 1kWh = 3600 kws = 3600 Kj

𝒏𝒆 =

1 48 𝑚𝑚3 𝑥 4 𝑥 2500 𝑚𝑖𝑛 𝑥 60 𝑥 0,85𝑔/𝑐𝑚3 𝑃𝑒 = g 272 𝑥 2 𝑥 1000 𝐾𝑤ℎ

𝑃𝑒 =

𝑃𝑒 · 3600 [— ] B · 𝐻𝑈

24 480 000 = 45 𝐾𝑤 544 000

PODER CALORIFICO DEL COMBUSTIBLE 𝒌𝑱 𝒌𝑱 𝑯𝒖 = 𝑃𝑜𝑑𝑒𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑘𝑖𝑙𝑜 𝒐 𝒌𝒈 𝒎𝟑 𝑯𝑳 = 𝑃𝑜𝑑𝑒𝑟 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜

𝒌𝑱 𝒍

PODER CALORIFICO DE ALGUNOS COMBUSTIBLES 𝐆𝐚𝐬𝐨𝐥𝐢𝐧𝐚 = 42 000 − 44 000 kJ /kg 𝐆𝐚𝐬𝐨𝐥𝐢𝐧𝐚 𝐬𝐮𝐩𝐞𝐫 = 42 700 kJ/kg 𝐃𝐢é𝐬𝐞𝐥 = 41 000 – 44 400 kJ / kg

𝑸𝑪 = 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 (𝒌𝑱)

𝐇𝐮𝐥𝐥𝐚 = 30 600 − 36 000 𝑘𝐽 / 𝑘𝑔

𝒎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 (𝒌𝒈)

𝐌𝐚𝐝𝐞𝐫𝐚 = 12 500 − 16 300 𝑘𝐽 / 𝑘𝑔

𝒏𝒆 = 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑢𝑡𝑖𝑙

𝐀𝐜𝐞𝐭𝐢𝐥𝐞𝐧𝐨 = 57 800 𝑘𝐽 / 𝑁𝑚3

𝒆 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒

𝒌𝒈 𝒎𝟑

Ejercicios:

25.13 ¿Qué cantidad de calor está encerrada en un deposito que contiene 42,5 kg de Diese? El poder combustible del diésel es de 42 000 Kj / kg. FORMULA: 𝑸𝑪 = 𝑚 · 𝐻𝑢 [𝒌𝑱] DATOS:

DATOS:

𝒎 = 42,5 𝑘𝑔

𝑉 =¿ ?

𝐻𝑢 = 42 000 𝑘𝐽/𝑘𝑔

𝐿1 = 500

𝑄𝐶 = ?

𝐿2 = 250 𝐿3 = 200 𝑸𝑪 = 42.5 𝑘𝑔 · 42 000

𝒌𝑱 𝑘𝑔

𝑸𝑪 = 1 785 000 𝒌𝑱

𝑉 = 500 𝑥 250 𝑥 200 = 25000 EN LITROS 1cm3 = 0.001 L o 1L = 1000cm3 25000 = 25 𝐿 1000

25.14 Calcular la cantidad de calor total desprendida en la combustión de 150 kg de gasolina normal.( 𝑯𝑼 = 𝟒𝟑 𝟓𝟎𝟎 𝒌𝑱 / 𝒌𝒈)

𝑉 =

FORMULA:

EL PODER CALORÍFICO POR LITRO DE LA GASOLINA: 𝑸𝑪 = 𝑚 · 𝐻𝑢 [𝒌𝑱]

FORMULA:

DATOS:

𝑯𝑳 = 𝐻𝑢 · 𝑝

𝐐𝐂 = ¿?

𝒌𝑱 𝒍

DATOS:

m = 150 kg 𝑯𝑼 = 43 500 kJ /kg

𝑸𝑪 = 150 𝑘𝑔 · 43 500

𝑯𝑳 = 42 700 𝑘𝐽 = 6 525 000 𝑘𝐽 𝑘𝑔

𝑘𝐽 𝑘𝑔 · 0,75 𝑘𝑔 𝑑𝑚3

𝑯𝑳 = 32025 𝐾𝑗/𝑙

25.15 El depósito de combustible del dibujo está lleno de gasolina ( 𝑯𝑼= 42 700 Kj /kg p = 0,75 kg / dm3). Calcular:

LA CANTIDAD DE CALOR TOTAL CON EL DEPOSITO LLENO:

a) El volumen del depósito en litros.

FORMULA: 𝑸𝑪 = 𝑚 · 𝐻𝑢 [𝒌𝑱]

b) El poder calorífico por litro de la gasolina súper c) La cantidad de calor total con el depósito lleno. EL VOLUMEN DEL DEPOSITO EN LITRO: FORMULA

𝑉 = 𝐿1 𝑥 𝐿2 𝑥 𝐿3

DATOS: 𝑸𝑪 = 0,75 𝑘𝑔 · 32025

𝑘𝐽 𝑘𝑔

𝑸𝑪 = 240 018 75 [𝒌𝑱]

25.16 Una gasolina tiene un poder calorífico

aproximado 𝐻𝑈 = 43200 𝑘𝐽/𝑘𝑔 y una densidad 𝑝 = 0,72 𝑘𝑔/𝑑𝑚3. Los valores corresponden para el diésel son 𝐻𝑈 = 41 900 𝑘𝐽/𝑘𝑔 y 𝑝 = 0,84 𝑘𝑔/𝑑𝑚3 Calcular:

DIFERENCIA POR CIENTO % FORMULA: % =

𝑁º 𝑁𝑢𝑒𝑣𝑜 − 𝑁º 𝐴𝑛𝑡𝑖𝑔𝑢𝑜 𝑥 100% Nº Antiguo

a) El poder calorífico por litro de la gasolina. b) El poder calorífico por litro del diésel. c) El tanto por ciento de diferencia entre el poder calorífico por litro del diésel y el de la gasolina. FORMULA 𝑯𝑳 = 𝐻𝑢 · 𝑝

𝒌𝑱 𝒍

% =

35196 − 31104 = 0,131 · 100 % = 13.15 % 31104

25.17 Un motor diésel con una potencia de 118 Kw tiene un consumo de 32 kg/h. (Poder calorífico del combustible: 𝐻𝑢 = 41 900 𝐾𝑗/𝑘𝑔 ) calcular su rendimiento útil. FORMULA:

DATOS GASOLINA:

Rendimiento útil =

Potencia del motor · 3600 Cnsum comb · Pdr calorífico

𝐻𝑈 = 43 200 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝑝 = 0,72 𝑘𝑔 /𝑑𝑚3 𝒏𝒆 = 𝑯𝑳 = 43 200

𝑘𝐽 𝑘𝑔 · 0,72 𝑘𝑔 𝑑𝑚3

𝑃𝑒 · 3600 [— ] B · 𝐻𝑈

DATOS: 𝑃𝑒 = 118 𝑘𝑊

𝑘𝐽 𝑯𝑳 = 31104 𝐿

𝐵 = 32 𝑘𝑔/ℎ 𝐻𝑈 = 41 900 𝑘𝐽/𝑘𝑔

FORMULA 𝑯𝑳 = 𝐻𝑢 · 𝑝

DATOS DIESEL:

𝒌𝑱 𝒍

𝒏𝒆 =

118 · 3600 32 · 41 900

𝒏𝒆 =

424 800 1340800

𝒏𝒆 = 0.316

𝑘𝑊 ℎ

𝐻𝑈 = 41 900 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝑝 = 0,84 𝑘𝐽/𝑘𝑔

𝑘𝐽 𝑘𝑔 𝑯𝑳 = 41 900 · 0,84 𝑘𝑔 𝑑𝑚3 𝑯𝑳 = 35 196

𝑘𝐽 𝐿

25.18 El consumo especifico de un motor OTTO de 45 kw de potencia es de 310 g / kWh calcular: a) El consumo por hora kg / h. b) El rendimiento útil 𝐻𝑈 = 42 700 𝑘𝐽/𝑘𝑔

FORMULA (A)

CONSUMO POR HORA B = ne x Pe [— ]

𝐁=

𝑃𝑒 · 3600 [𝐾𝑤ℎ] 𝑛𝑒 · 𝐻𝑈

DATOS: 25.20 Para el motor que se representa en el dibujo calcular:

𝑷𝒆 = 45 𝑘𝑊 𝑯𝑼 = 42 700 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝒏𝒆 = 310 𝑔/𝑘𝑊ℎ

0,31𝑘𝑔/𝑘𝑊ℎ

a) consumo por hora kg/h b) Potencia

B = 0,31𝑘𝑔/ 𝑘𝑊ℎ 𝑥 45 𝑘𝑊

FORMULAS CONSUMO POR HORA 𝑩=

B = 13,95 𝑘𝑔/ℎ

𝑃𝑒 · 3600 [𝑘𝑊ℎ] 𝑛𝑒 · 𝐻𝑈

RENDIMIENTO UTIL: FORMULA:

POTENCIA DE MOTOR 𝑷𝒆 =

Potencia del motor · 3600 Rendimiento útil = Cnsum comb · Pdr calorífico

𝑃𝑒 · 3600 𝒏𝒆 = [— ] B · 𝐻𝑈

𝒏𝒆 · 𝐵 · 𝐻𝑈 [𝑘𝑊ℎ] 3600

DATOS 𝐻𝑈 = 42 700 𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝑘𝑔

𝑘𝑔

DATOS

𝑒 = 0,72 𝑑𝑚3 = 720 𝑚3

𝑷𝒆 = 45 𝑘𝑊

𝑛𝑒 = 0,25

𝑯𝑼 = 42 700 𝑘𝐽/𝑘𝑔

𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = 11 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠

𝑩 = 0.081 𝑘𝑔/ℎ

𝑩 = 11 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 𝑥 0,72 = 7,92

𝒏𝒆 =

𝒏𝒆 =

45 𝑘𝑊 · 3600 kg 𝑘𝐽 13,95 · 42 700 h 𝑘𝑔

𝑩 = 7,92 𝑘𝑔/ℎ 𝑷𝒆 =

162000 0,27 kW/h 595665

𝒏𝒆 · 𝐵 · 𝐻𝑈 [𝑘𝑊ℎ] 3600

25.19 De la fórmula para calcular el rendimiento útil despejar

𝑷𝒆 =

0,25 𝑥 7,92 𝑥 42 700 𝑘𝐽/𝑘𝑔 3600

a) Potencia del motor.

𝑷𝒆 =

84546 3600

b) Consumo por hora. POTENCIA DE MOTOR 𝑷𝒆 =

𝒏𝒆 · 𝐵 · 𝐻𝑈 [𝑘𝑊ℎ] 3600

𝑷𝒆 = 23.485 Kw