1. ¿Qué se entiende por máquina frigorífica de alta eficiencia? Especifique de qué factor depende ésta
Una máquina frigorífica (de alta eficiencia) será aquella capaz de extraer una gran cantidad de calor del foco frío, realizando para ello un pequeño trabajo exterior. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la eficiencia depende en gran mediad de la temperatura del foco frío.
2. Explique la sobrealimentación en motores de combustión interna alternativos: finalidad, proceso y elemento
La sobrealimentación es un sistema para incrementar la potencia de los motores de combustión interna, consistente en aumentar la cantidad de mezcla de combustible admitida en el cilindro, con respecto a la que entraría en él como consecuencia del siempre movimiento del émbolo durante el tiempo de admisión.a sobrealimentación se consigue aumentando la presión del aire o de la mezcla combustible a la entrada del cilindro. Se intercala en el circuito de entrada un compresor, accionado por una turbina movida por los gases del escape: este dispositivo recibe el nombre de turbocompresor.4. Explique el tiempo de admisión en un motor 4T tipo Otto
La admisión: baja el pistón desde el PMS hasta PMI arrastrando por inercia el cigüeñal, mientras se mantiene la válvula de admisión por la que entra, por aspiración, la mezcla del combustible (gasolina) y aire en el cilindro. La válvula de escape permanece cerrada. El gas sufre una expansión isobárica (a presión cte., la atmosférica Pamb) y a la temperatura del exterior (t. ambiente). Al final de la etapa, se cierra la válvula de admisión. Esta etapa finaliza cuando el pistón alcanza el PMI. El cigüeñal ha girado media vuelta.5. Explicar el concepto de motor de encendido por chispa y cuatro tiempos
Motores cuatro tiempos: se llaman así porque se necesitan cuatro etapas para desarrollar el proceso o ciclo completo: admisión, compresión, expansión y escape.Encendido por chispa: El motor de encendido por chispa, mientras tanto, bombea el combustible en un sistema de ingesta donde el combustible se mezcla con aire antes de entrar en el cilindro del motor y encenderse.6. Explicar cómo se lleva a cabo la admisión dentro del cilindro de 2T
Cuando el pistón está en el PMS se produce la inflamación, se da una expansión que abre la lumbrera de escape por donde escapan los gases quemados. Al bajar el pistón se comprime la mezcla de combustible en el cárter y comienza a entrar en el pistón. La lumbrera de admisión permanece cerrada.7. Explique cómo se produce la inyección de combustible y la combustión del mismo en un motor Diesel
Admisión: el pistón se desplaza desde el PMS hasta el PMI, se abre la válvula de admisión y se aspira aire filtrado. Expansión isobárica a presión atmosférica. Al final del tiempo, el cigüeñal ha girado 180º.Combustión: comprimido el aire y con las válvulas cerradas, se inyecta el combustible pulverizado y entra en contacto con el aire caliente, provocando la combustión que provoca una expresión brusca a presión cte., se absorbe gran cantidad de calor y se realiza trabajo positivo útil.8. Aire acondicionado frío-calor: Analice el funcionamiento del evaporador y del condensador
Es un proceso análogo al de una máquina frigorífica. El agua fría circula por una conducción se enfría en el evaporador, cediendo una cantidad de calor al fluido frigorígeno, el cual se evapora. Y el vapor, una vez atravesado el compresor, llega al condensador, donde se licúa cediendo un calor al agua caliente que circula a través de un sistema de radiadores.9. Justificar la necesidad de lubricación y explicar cómo se mezcla en un motor de 4T
La lubricacion del motor tiene por objeto evitar e agarre del motor y disminuir el trabajo perdido por roamiento interponiendo entre dos cuerpos una pelicula de fluido lubricante sustituye el rozamiento entre los metales por el rozamiento del deslizamiento interno del fluido lubricante que es muy inferior a los de los metales y produce menor cantidad de calor.10. Describir las transformaciones que tienen lugar en un ciclo de Carnot
El sistema puede ser sólido, líquido o gas y puede cambiar durante el ciclo:-El gas a una temperatura correspondiente al foco caliente (A), se expansiona isotérmicamente desde el volumen V1 al V2 recorriendo la isoterma AB, absorbiendo el calor Q1 y realizando un tramo bajo contra el exterior.- El gas se expansiona adiabáticamente desde el V2 al V3 produciendo trabajo, a la vez que su temperatura disminuye de T1 a T2.-El gas se comprime isotérmicamente a la temperatura T2 del refrigerante, cediendo a este una unidad de calor Q2 y experimentando la acción de un trabajo exterior. En este proceso el gas sigue la isoterma CD.-Tiene lugar una compresión adiabática desde D a A recuperando el gas su volumen primitivo V1 y pasando su temperatura de T2 a T1.(DIBUJO)11. Explique las diferencias, en cuanto a los fundamentos de funcionamiento, entre un motor térmico y una máquina frigorífica
El motor térmico es idéntico a la maquina frigorífica, con estas diferencias:Máquina frigorífica: destinada y proyectada exclusivamente para producir un efecto frigorífico en el evaporador.Bomba de calor o motor térmico: destinada y proyectada a producir un efecto frigorífico en el evaporador y calorífico en el condensador.12. Razona y justifique con qué tipo de transformaciones térmicas debe realizarse el ciclo. (Máquina térmica)
Es un proceso análogo al de una máquina frigorífica. El agua fría circula por una conducción se enfría en el evaporador, cediendo una cantidad de calor al fluido frigorígeno, el cual se evapora. Y el vapor, una vez atravesado el compresor, llega al condensador, donde se licúa cediendo un calor al agua caliente que circula a través de un sistema de radiadores.14. Describa el primer tiempo en los motores de dos tiempos
Primer tiempo: cuando el pistón está en el PMS se produce la inflamación m se da una expansión que abre la lumbrera de escape por donde escapan los gases quemados. Al bajar el pistón se comprime la mezcla de combustible en el cráter y comienza a entrar en el pistón. La lumbrera de admisión permanece cerrada.15. ¿Qué tipo de transformaciones teóricas realiza un motor diesel de 4 tiempos en su ciclo de trabajo?
En este motor, la formación de la mezcla de aire y combustible (gasóleo) se realiza en el interior del cilindro, comprimiendo el aire puro e introduciendo el combustible al final de la compresión con el inyector. Este motor no tiene carburador ni bujía, en lugar de ello posee inyectores de combustible.17. En un ciclo Diésel ideal, justifique qué área representa el trabajo útil
El trabajo útil que realiza cada cilindro será: Wu = F * L (siendo F la fuerza con que los gases empujan el pistón y L su carrera). Cada cilindro realiza un trabajo útil cada 2 vueltas completas del cigüeñal o cada cuatro carreras del pistón).18. Explique brevemente el funcionamiento de un motor de combustión de 4 tiempos
Un motor de combustión interna de cuatro tiempos. es básicamente una máquina que mezcla oxígeno con combustible gasificado. Una vez mezclados íntimamente y confinados en un espacio denominado cámara de combustión, los gases son encendidos para quemarse (combustión).Debido a su diseño, el motor, utiliza el calor generado por la combustión, como energía para producir el movimiento giratorio que conocemos.19. mision del condensador en una maquina frigorifica de carnot
Condensador: El condensador es un intercambiador de calor, en el que se disipa el calor absorbido en el evaporador (más adelante) y la energía del compresor. En el condensador el refrigerante cambia de fase pasando de gas a líquido.20. Justifique la utilidad del intercooler en los sistemas de sobrealimentación de los motores térmicos
El intercooler sirve para enfriar los gases antes de que penetren en el motor, ya que el aumento de temperatura no es conveniente para incrementar la potencia.21. En los motores térmicos explique los siguientes términos: punto muerto, relación de compresión, cilindrada y carrera. –
El tiempo muerto esta relacionada con la posicion del piston, hay dos tipos: Punto Muerto Superior(PMS): es el punto mas alto que alcanza el piston en su recorrido. Punto Muerto Inferior (PMI): punto mas bajo que alcanza el pistón en su recorrido-Relación de compresión: es la relación entre el volumen libre del cilindro en el PMI y el PMS. Esta magnitud nos sirve para valorar el rendimiento de un motor térmico, pues a mayor relación de compresión, mayor rendimiento -Cilindrada: volumen barrido por el pistón, es decir, la diferencia entre el PMS y el PMI. Se mide en cm3.-Carrera: distancia entre el PMS y el PMI, es decir, el recorrido del pistón entre esos dos puntos.22. Describa el 1º tiempo de los motores de 2 tiempos
Cuando el pistón está en el PMS se produce la inflamación, se da una expansión que abre la lumbrera de escape por donde escapan los gases quemados. Al bajar el pistón se comprime la mezcla de combustible en el cráter y comienza a entrar en el pistón. La lumbrera de admisión permanece cerrada.23. ¿Cuál es la diferencia, en cuanto al principio de funcionamiento, de una maquina frigorífica y una bomba de calor, y cómo se define su aprovechamiento energético?
Recuerda que según el segundo principio de la termodinámica, el calor sólo se transfiere del cuerpo caliente al frío de forma espontánea. Sin embargo, en una máquina frigorífica, el ciclo cerrado toma cierta cantidad de calor Q2 del foco frío, que se llama evaporador, y cede cierta cantidad de calor Q1 al foco caliente, que se llama condensador. Para lograr este objetivo, es necesario suministrar una cierta cantidad de trabajo, W, a la máquina.El frío se produce normalmente por evaporación de un fluido frigorífero. Son sustancias que cambias de estado por condensación o evaporación a Presión y Temperatura determinada. Es idéntico a la máquina frigorífica, con estas diferencias:-Máquina frigorífica: Destinada y proyectada exclusivamente para producir un efecto frigorífico en el evaporador.-Bomba de calor: Destinada y proyectada a producir un efecto frigorífico en el evaporador y calorífico en el condensador.-APROV. ENER.Cuando la bomba funciona como sistema calefactor, la Energía útil es la cedida en el condensador en forma de energía calorífica y la Energía absorbida es la que necesitamos para el compresor y los elementos necesarios que puede llevar la instalación Rend=Putil/Pabsorbida Rend=Eutil/EabsorbidaEutil = Eabsorbida + Efoco fríoEutil equivale a Q1 (calor cedido al foco caliente por el condensador) Eabsorbida equivale a W (trabajo o energía consumida por el compresor) Efoco frío equivale a Q2 (calor absorbida del foco frío por el evaporador) En cualquier caso, la energía útil siempre es mayor que la absorbida. Si el rendimiento es igual o mayor que 2 o 3 se considera una instalación eficaz 24. ¿Qué tipo de transformaciones teóricas realiza un motor diésel de 4 tiempos en su ciclo de trabajo?En este motor, la formación de la mezcla de aire y combustible (gasóleo) se realiza en el interior del cilindro, comprimiendo el aire puro e introduciendo el combustible al final de la compresión con el inyector. Este motor no tiene carburador ni bujía, en lugar de ello posee inyectores de combustible.
27. Indique, al menos, 4 ventajas y 4 inconvenientes al utilizar motores de encendido por compresión frente a los motores de encendido por chispa. Motores de encendido por compresión. Ventajas:
Entra en la cámara inicial sólo aire, el gasóleo se inyecta más o menos cerca del punto muerto superior. Limita la velocidad a la que puede girar el motor y su potencia máxima. La carga varía modificando la cantidad de gasóleo inyectado siempre entra la máxima cantidad que el motor admite en determinadas condiciones.