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Motores de Combustión Interna

TAREA 4 Literal C) T.S. KW Y HP

DANIEL ANDRÉS CRIOLLO S.

ING. MECÁNICA

20/12/2016

NRC: 2085

Contenido Tabla de Ilustraciones........................................................................................................1 KILOWATT [kW]..............................................................................................................2 Definición..........................................................................................................................2 Múltiplos y sub múltiplos..................................................................................................3 Esquemas, gráficos............................................................................................................3 Equivalencias.....................................................................................................................4 CABALLOS DE FUERZA [HP].......................................................................................4 Definición..........................................................................................................................4 Esquema, gráfico...............................................................................................................5 Equivalencias.....................................................................................................................6 Referencias........................................................................................................................6

Tabla de Ilustraciones Ilustración 1 James Watt....................................................................................................3 Ilustración 2 múltiplos y sub múltiplos del Watt...............................................................3 Ilustración 3 Medidor de Watts.........................................................................................4 Ilustración 4 Ejemplo de HP..............................................................................................5 Ilustración 5 Equivalencias de unidades............................................................................6

DANIEL CRIOLLO

1

EJERCICIO 15 Un motor EC funciona a 800 rpm y consume 0.1134 [kg] (0.25 lb) de combustible en 4 min en tanto que desarrolla un par torsional de 7.74 [kg*m] (56 lb*pie). ¿Cuál es el consumo específico de combustible? Datos: 800 rpm m=0.25 lb t=4 min T= 56 lb pie Calculos: T=

63025∗HP rpm

HP=

56∗12∗800 =8.53 HP 63025

Combustible usado por hr =

¿

60 m t

60∗0.25 =3.75 4

Combustible usado por hp-hr =

¿

60 m hp∗t

60∗0.25 =0.37 8.536∗4

EJERCICIO 16 El motor mono cilíndrico del problema del problema 15 tiene el cilindro con diámetro de 12.7 cm (5”), carrera de 17.78 cm (7”) y funciona según el ciclo de cuatro carreras. ¿Cuál será la bmep? Datos: DANIEL CRIOLLO

2

Ø= 5 plg Carrera= 7 plg Cálculos π∗52 D= ∗7∗1=137.44 pl g2 4 bmep=

bhp∗4500∗100 x D∗N

x= 2 para ciclo de trabajo de 4 carreras. bmep=

8.536∗4500∗100∗2 =69.87 137.44∗800

EJERCICIO 17 Un motor EC con ciclo de cuatro carreras desarrolla 12 bhp con un consumo específico de combustible de 0.227 kg (0.5 lb) por bhp-hr. El desplazamiento del motor es de 245.85 cm3 (150 plg3) y la velocidad de 800 rpm. ¿Utilizará con más eficiencia el combustible este motor, que el de los ejercicios 15 y 16? ¿Si ambos motores tienen las mismas dimensiones producirán igual par torsional? Datos: 12 bhp cec bhp-hr = 0.227 kg = 0.5 lb D = 245.85 cm3 = 150 plg3 800 rpm Cálculos Del ejercicio 15 tenemos: cec bhp-hr

DANIEL CRIOLLO

3

¿

60∗0.25 =0.439 lb 8.536∗4

Esto quiere decir que el motor del ejercicio 15 y 16 es más eficiente en combustible.

EJERCICIO 18 Si el barómetro marca 72.6 cm de mercurio (28.6 plg de mercurio) y la temperatura es de 51.64 C (95 F). ¿Qué factor de corrección deberá aplicarse para la prueba de potencia máxima desarrollada en un motor ECH? Desprecie la humedad del aire. Datos: P = 72.6 cm de Hg T = 51.64 C Cálculos

√

CF=

760 T ∗ P 288.6

CF=

760 273+51.64 ∗ 726 288.6

√

CF=1.1102

EJERCICIO 19 Un motor automotriz Playmouth funciona con el ciclo de cuatro carreras y desarrolla una potencia máxima de 94 hp a 3400 rpm. Sus 6 cilindros tienen un diámetro de 8.26 cm (3 ¼ plg) y la carrera de 11.11 cm (4 3/8 plg). Calcular a) el desplazamiento del émbolo, b) la bmep y c) el par torsional. Para fines de la licencia, la fórmula empírica por la potencia titulada es:

DANIEL CRIOLLO

4

2

hp métricos=

hp=

n∗d 15.44

n∗d 2 2.5

n es el número de cilindros y d es el diámetro del cilindro en cm (plg), d) calcular la potencia nominal por la licencia para este motor y compárela con la potencia desarrollada.

a) D=

π∗d 2 ∗carrera∗¿ de cilindros 4

π∗3.252 D= ∗4.375∗6=217.76 pl g2 4 b) bmep=

bhp∗4500∗100 x D∗N

bmep=

94∗4500∗100∗2 =114.26 psi 217.76∗3400

c) T=

63025∗hp rpm

T=

63025∗94 3400

T =1742.45lb∗plg

d)

DANIEL CRIOLLO

5

2

hp=

n∗d 2.5

hp=

6∗3.252 2.5

hp=25.35

Y la potencia desarrollada es de 94 hp, es casi 4 veces más que la potencia nominal por licencia.

EJERCICIO 20 Un motor Wright de aviación con 14 cilindros de 15.56 x 16.03 cm (6 1/8 x 6 5/16 plg) y ciclo de 4 carreras desarrolla 1600 bhp a 2400 rpm durante un corto periodo de tiempo en el despegue, siendo la potencia recomendada de operación en vuelo 900 bhp a 1900 rpm. Calcular a) el desplazamiento del émbolo b) la bmep máxima c) la bmep de vuelo, d) el par torsional máximo, e) el par torsional de vuelo. a) D=

π∗d 2 ∗carrera∗¿ de cilindros 4 2

π∗6.125 D= ∗6.3125∗14=2603.94 pl g2 4 b) bmep max=

bhp max∗4500∗100 x D∗N

bmep max=

1600∗4500∗100∗2 =230.42 psi 2603.94∗2400

c) bmep vuelo=

bhp vuelo∗4500∗100 x D∗N DANIEL CRIOLLO

6

bmep max=

900∗4500∗100∗2 =163.72 psi 2603.94∗1900

d) T max=

63025∗hp max rpm

T max=

63025∗1600 2400

T max=42016.67 lb∗plg

e) T vuelo=

63025∗hp vuelo rpm

T vuelo=

63025∗900 1900

T max=29853.94 lb∗plg

EJERCICIO 21 Un motor Diesel Caterpillar D-17000 tiene 8 cilindros de 13.60 x 20.04 cm (5 3/8 x 8 plg) funciona con ciclo de cuatro carreras. Con todos sus accesorios desarrolla 136 hp a 1000 rpm e intermitentemente 152 hp a 1000 rpm. Encontrar a) el desplazamiento b) la bmep y el par torsional de funcionamiento, c) la bmep y el par torsional máximo. a) D=

π∗d 2 ∗carrera∗¿ de cilindros 4

D=

π∗5.3752 ∗8∗8=1452.2 pl g 2 4

b) DANIEL CRIOLLO

7

bmep=

bhp * 4500∗100 x D∗N

bmep=

136∗4500∗100∗2 =84.29 psi 1452.2∗1000

63025∗hp

} rpm

T =¿ T=

63025∗136 1000

T = 8571.4 lb∗plg

c) bmep max=

bmep=

bhp max∗4500∗100 x D∗N

152∗4500∗100∗2 =94.20 psi 1452.2∗1000

T max=

63025∗hp max rpm

T max=

63025∗152 1000

T max=9579.8 lb∗plg

DANIEL CRIOLLO

8