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Sistemas de potencia de gas - 3. El ciclo dual. Panorama. Repaso Ciclos Otto y Diesel de aire estándar Comparación de los ciclos Otto y Diesel Eficiencia térmica y trabajo de salida El ciclo dual. El ciclo Otto de aire estándar. p. d. Procesos: a-b Entrada b-c Compresión

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Presentation Transcript
panorama
Panorama
  • Repaso
    • Ciclos Otto y Diesel de aire estándar
    • Comparación de los ciclos Otto y Diesel
    • Eficiencia térmica y trabajo de salida
  • El ciclo dual
diagrama indicador ideal m quina de ignici n por chispa ciclo otto

p

d

Procesos:

a-b Entrada

b-c Compresión

c-d Combustions

(ignición iniciada

por chispa)

d-e Golpe de potencia

e-f Gas exhausto

b-a Golpe exhausto

c

e

a

b

V

Desplazamiento

Volumen de vacío

Diagrama indicador idealMáquina de ignición por chispa: ciclo Otto
el ciclo otto

4

p

4

T

3

3

5

5

1

6

2,6

2

V

s

Diagrama P-V para el

sistema real de masa

variable.

Este es el diagrama T-s

para el sistema de masa fija.

El ciclo Otto
ciclo otto de aire est ndar
Ciclo Otto de aire estándar

Suposiciones clave:

(1) Procesos internamente reversibles

(2) Calores específicos constantes

Consecuencias importantes:

(1) La eficiencia es independiente del fluido de trabajo.

(2) La eficiencia es independiente de las temperaturas.

diagrama indicador ideal m quina de ignici n por compresi n

Procesos:

a-b Combustión

(P = constante)

b-c Expansión

(s = constante)

c-d Exhausto

(V = constante)

d-e Exhausto

(P = constante)

e-d Entrada

(P = constante)

d-a Compresión

(s = constante)

a

b

p

c

e

d

V

Desplazamiento

Volumen de vacío

Diagrama indicador idealMáquina de ignición por compresión
slide10

p

a

b

Ciclo Diesel de aire estándar

c

Eficiencia térmica

e

d

V

Desplazamiento

Volumen de vacío

Razón de compresión:

Razón de corte:

Razón de expansión:

comparaci n de los ciclos otto y diesel

Comparación No. 1:

(a) Mismo estado de admisión (P,V)

(b) Misma razón de compresión, rv

(c) Mismo QH

Comparación de los ciclos Otto y Diesel

Factor clave: adición de calor a volumen constante del ciclo Otto vs. adición de calor a presión constante del ciclo Diesel.

slide13

Ciclo Otto con una condición de admisión especificada como “a” con razón de compresión dada rv = va/vb

p

c

b

d

a

V

Desplazamiento

slide14

Ciclos Otto y Diesel con las mismas condiciones de compresión en la admisión como “a” y la misma razón de compresión, rv.

p

c

b

c*

d*

d

a

V

Desplazamiento

slide15

p

b

c*

d*

d

a

V

Ciclo Diesel

Ciclo Otto

c

an lisis de la primera ley del proceso de adici n de calor

Otto: adición de calor con V = 0 en el proceso

b  c. W = 0, y P y T crecientes

Diesel: adición de calor con P = constante

en el proceso b  c*.

dW > 0, y P y T menores que en el

ciclo Otto.

Análisis de la primera ley del proceso de adición de calor
slide17

V = const.

Ciclo Otto

Tc

c

T

c*

Tc*

P = const.

Ciclo Diesel

b

d*

d

a

s

diagramas t s para igual adici n de calor

Tc

c

T

Las áreas bajo las trayectorias de proceso b  c y b  c* son iguales con el supuesto de igual adición de calor, QH.

c*

Tc*

QH

b

d*

d

a

s

QH,Otto = QH,Diesel

Diagramas T-s para igual adiciónde calor
comparaciones de eficiencia

c

Tc

T

c*

Tc*

Cuando QH y rv son

las mismas para

ambos ciclos,

b

d*

d

a

s

QC,Otto < QC,Diesel

Comparaciones de eficiencia
comparaci n de los ciclos otto y diesel1

Comparación No. 2:

(a) Mismo estado de admisión (P,V)

(b) Misma P máxima

(c) Misma QH

La comparación No. 2 es más práctica cuando se

considera el efecto de “golpeo”. En el ciclo Otto se

necesitan aproximadamente 11 atm para lograr la

combustión con el golpe de la máquina.

Comparación de los ciclos Otto y Diesel
slide21

T

Ciclo Diesel

c

Ciclo Otto

c*

b*

b

d

d*

a

V = Const.

P = Const.

s

el ciclo dual1
El ciclo dual
  • El ciclo dual está diseñado para aprovechar algunas de las ventajas de los ciclos Otto y Diesel.
  • Es la mejor aproximación a la operación real de la máquina de ignición por compresión.
slide24

El ciclo dual

QH,P

p

c

b

QH,V

s = Constante

a

d

QC,V

e

V

slide25

QH,P

p

b

c

QH,V

a

d

QC,V

e

V

slide26

QH,P

b

c

QH,V

a

d

e

V

ad