Ciclo Otto 6z166d

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE IRAPUATO

ESTUDIOS CON RECONOCIMIENTO DE VALIDEZ OFICIAL NÚMERO 11-00065

PROGRAMA CICLO OTTO

OPCION II: LIBRO DE TEXTO O PROTOTIPO DIDÁCTICO

QUE PARA OBTENER EL GRADO DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA

PRESENTA: ARAUJO HERNANDEZ JUAN FERNANDO LEDESMA SERRANO LIZETH NAVA REA SAMUEL ORTIZ AVALOS LUIS ENRIQUE PRIETO CASTILLO JOSE ALBERTO

ASESOR: ING. FLORES ZARATE OMAR

IRAPUATO, GTO.

NOVIEMBRE2014

INTRODUCCION

El ciclo Otto de aire-estándar es un ciclo ideal que supone que la absorción de calor ocurre instantáneamente mientras que el pistón está en el punto muerto superior. Los diagramas P-v y P –s donde se observa que consta de cuatro procesos de cuatro procesos internamente reversibles y en serie. Realizaremos un programa que sea capaz de resolver un problema propuesto de libro fundamentos de termodinámica técnica (moram shapiro)

el objetivo es comprender la mayoría de los conceptos y definiciones fundamentales que se utilizaran en el capítulo ya que tendremos que estudiar las instalaciones de potencia que utilizan un fluido de trabajo que siempre es gas, este grupo se incluyen as turbinas de gas y los motores de combustión interna de encendido por chispa y encendido por compresión.

MARCO TEÓRICO

Una gran problemática en este proyecto fue el de recabar dato a dato las tablas de termodinámica, las cuales reflejan las características y comportamiento del aire a ciertas condiciones de trabajo. En este proyecto se recaba información relevante para el correcto funcionamiento del algoritmo que calcula los 4 estados del ciclo Otto, las ventajas que presenta dicho programa es que es capaz de calcular el ciclo a diferentes temperaturas, relación de compresión y temperaturas máximas, no solo para un ejemplo en específico lo cual beneficia mucho al cálculo porque no solo toma el valor de un solo dato ya establecido en las tablas sino que es capaz de interpolar un valor no existente en las tablas lo que lo hace más conveniente para calculo en cualquier valor de temperatura, siempre y cuando no exceda los límites de valor de la tabla A-22 de la literatura de Moran Shapiro.

Un inconveniente de este algoritmo es que es programado únicamente en función al ciclo Otto lo cual lo hace incapaz de sustentar datos en algunos otros ciclos como lo son dual, Rankin y diésel.

DESARROLLO El ciclo Otto es un ciclo ideal que supone que la absorción de calor ocurre instantáneamente mientras que el pistón está en el punto muerto superior el ciclo consta de 4 procesos internamente reversibles y en serie. En el proceso 1-2 es una compresión isoentropica del aire, cuando el pistón evoluciona desde el punto muerto inferior hasta el punto muerto superior. En el proceso 2-3 el aire absorbe el calor a volumen constante desde una fuente externa mientras que el pistón está en el punto muerto superior en este proceso representa la ignición de la mezcla aire – combustible y la combustión rápida. Proceso 3-4 es una expansión isoentropica carrera de trabajo. En el ciclo se completa el proceso de 4-1 a volumen constante en el cual el aire cede calor mientras que el pistón está en el punto muerto superior.

Figura. 1 Nomenclatura para motores alternativos cilindro-pistón

La programación del problema se llevó a cabo con la ayuda del software Matlab en el cual se consiguió la mayor parte de la programación de nuestro problema. El programa que tomamos como referencia fue el 9.1.

Diagramas P-V, T-S

El programa en Matlab resolverá este tipo de problemas como del siguiente código:

Esta tabla muestra los resultados que el programa tiene que plasmar.

CONCLUSIONES: Se define como se muestra en el programa la temperatura 3 es la máxima dado que en ese estado del ciclo sucede el proceso de trabajo aumentando así la temperatura a un volumen constante también un factor importante fue la relación de compresión es inversamente proporcional a la eficiencia es el porcentaje de calor aprovechado entre el calor que desperdicia, es por esa razón que a temperaturas bajas cuando el aire de entrada es menor a la temperatura ambiente(20°) la eficiencia del ciclo aumenta dado al mayor rango de temperaturas entre ellas finalmente el ciclo Otto varia su eficiencia dependiendo de las condiciones climatológicas.