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Title: Laboratorio de máquinas térmicas.
Author: Pulgarín Vergara, Juan Guillermo
Mejía Duque, Juan Esteban
Issue Date: 25-Mar-2013
Advisor / Validator: Lenis Rodas, Yuhan Arley
Keywords: Maquinas
Maquinas térmicas
Description: Actualmente los motores de combustión interna constituyen una de las máquinas más fabricadas y utilizadas por la humanidad para sistemas de transporte (automoción) y aplicaciones industriales. Es por esta razón que se hace necesario su estudio, en busca principalmente de mayores rendimientos y menores emisiones contaminantes. Estos factores han potenciado el desarrollo de investigaciones en vista de los actuales niveles de contaminación atmosférica, el calentamiento global y el agotamiento de los combustibles de origen fósil. Considerando lo anterior en este estudio se plantea el desarrollo de una instalación experimental para determinar los principales parámetros de funcionamiento de un motor de combustión interna alternativo. Dicha instalación constituirá una herramienta vital para los cursos de termodinámica y máquinas térmicas del programa de Ingeniería mecánica de la Universidad Cooperativa de Colombia.
Abstract: Los motores de combustión interna son equipos mecánicos que transforman la energía química contenida en un combustible en energía mecánica o potencia en el eje, bien sea para ser aprovechada en la propulsión de un componente mecánico, o para la generación de energía eléctrica, acoplando la máquina térmica a un generador eléctrico. Este tipo de motores basa su funcionamiento en dos ciclos termodinámicos; el ciclo Otto y el Ciclo Diésel, siendo cada uno procesos de combustión que se dan al interior de una cámara a la cual ingresa el combustible y el aire para ser mezclados y finalmente por el aporte de calor crear una explosión, generando así un movimiento lineal o rotativo, el cual se utiliza para mover los componentes internos del motor y brindar potencia en el eje de salida del motor. En los motores de combustión interna alternativos el eje de salida de potencia efectiva, se denomina cigüeñal. El proceso de combustión resulta ser muy efectivo para la conversión energética, sin embargo, su eficiencia es muy baja, pues aprovecha solo un pequeño porcentaje de la energía contenida en el combustible para transformar esta en energía mecánica o eléctrica, tal eficiencia está en el rango de los 25 – 37%. Es posible por medio de prácticas de laboratorio determinar la eficiencia del motor, monitoreando variables como son el contenido de gases de escape, temperatura de estos, consumos reales de combustible en el tiempo, con estas variables es posible calcular la eficiencia real del ciclo y realizar un comparativo con los datos de placa del fabricante.
Table Of Contents: Lista de tablas 9. -- Lista de figuras 10. -- 1. Resumen 13. -- 2. Abstract 15. -- 3. Introducción y antecedentes 17. -- 3.1 Antecedentes 18. -- 4. Descripcion del problema. 22. -- 5. Justificación 24. -- 6. Objetivos 26. -- 6.1 Objetivo General 26. -- 6.2 Objetivos Específicos 26. -- 7. Marco teorico 27. -- 7.1 El motor de combustión interna alternativo (MCIA). 27. -- 7.2 Los ciclos ideales en un motor de combustión interna. 31. -- 7.2.1 El Ciclo Otto. 31. -- 7.2.2 El Ciclo Diesel 34. -- 7.2.3 El ciclo Dual 36. -- 8. El proceso químico de combustión 39. -- 8.1 Combustión EstequiomÉtriCa 39. -- 8.2 El Número De Octano 40. -- 9. Parámetros de rendimiento del motor. 42. -- 9.1 Medidas del Rendimiento 43. -- 9.1.1 Potencia y eficiencia mecánica. 45. -- 9.1.2 Potencia al freno 45. -- 9.1.3 Potencia Indicada 46. -- 9.1.4 Eficiencia Mecánica 47. -- 9.1.5 Presión media efectiva y Torque. 47. -- 9.1.6 Potencia de Salida específica 49. -- 9.1.7 Eficiencia Volumétrica 50. -- 9.2 La Relación combustible-aire (F / A) 50. -- 9.3 Consumo de Combustible específico al freno 51. -- 9.3.1 Eficiencia térmica y balance de calor 51. -- 9.4 Gases de escape y otras emisiones. 53. -- 9.5 Medidas básicas para evaluar el rendimiento. 53. -- 9.6 Velocidad de Giro del Motor 54. -- 9.6.1 El tacómetro 55. -- 9.7 El consumo de combustible. 56. -- 9.7.1 Método Gravimétrico para medir consumo de combustible 57. -- 9.7.2 Medida del consumo de aire. 58. -- 9.7.3 Medición de Humos de Escape 58. -- 9.8 Medición de la composición de las emisiones en los gases de escape. 59. -- 9.8.1 Características de los gases de escape de un motor de combustión interna 60. -- 9.8.2 Analizadores de Gases Infrarrojos 63. -- 9.9 Rendimiento de un motor de combustión interna. 65. -- 9.9.1 Medida de la potencia al freno. 68. -- 9.9.2 Medida de Potencia de Fricción. 69. -- 10. Metodologia 71. -- 10.1 Tipo de estudio 71. -- 10.2 . Método 71. -- 10.3 Población 72. -- 10.4 Fuentes primarias 72. -- 10.5 Procedimiento 72. -- 11. Resultados - prácticas de laboratorio 73. -- 11.1 Práctica #1: Identificar las características del Motor 73. -- 11.2 Práctica #2: Medidas de Seguridad dentro del laboratorio. 78. -- 11.3 Práctica #3: Identificación de Partes del motor. 81. -- 11.4 Práctica #4: Identificar los ciclos del motor de 4 tiempos 82. -- 11.5 Práctica #5: Inspección de Condiciones del motor. 84. -- 11.6 Práctica # 6: Puesta en marcha y apagado del motor 87. -- 11.6.1 Encendido del motor 87. -- 11.6.2 Apagado del motor 91. -- 11.7 Práctica # 7: Mantenimiento Preventivo 93. -- 11.7.1 Identificar el plano de mantenimiento recomendado por el fabricante 93. -- 11.7.2 Cambiar / chequear el nivel de aceite del motor. 94. -- 11.7.3 Inspección y mantenimiento del filtro de aire. 97. -- 11.7.4 Inspeccione la bujía de encendido. 98. -- 11.8 Práctica # 8: Armado completo del motor 100. -- 11.9 Práctica # 9: Medición de Potencia al freno. 102. -- 12. Conclusiones 102. -- 13. Recomendaciones 102. -- 14. Bibliografia 102. --
Program: Ingeniería Mecánica
Headquarters: Medellín
Publisher: Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Ingeniería Mecánica, Medellín y Envigado
Type: Trabajos de grado - Pregrado
Citation: Pulgarín Vergara, J. G. y Mejía Duque, J. E. (2013). Laboratorio de máquinas térmicas. (Tesis no publicada). Universidad Cooperativa de Colombia. Medellín, Colombia
Appears in Collections:Ingeniería Mecánica

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