Análisis térmico de un motor monocilíndrico de 9hp estacionario
El objetivo de este proyecto de investigación está encaminado en el desarrollo del análisis termodinámico de un banco de pruebas compuesto por un motor mono cilíndrico estacionario de 9 hp en un régimen nominal de 3600 rpm, un generador de corriente alterna capaz de proporcionar 4 kilovatios y que c...
- Autores:
-
Báez Gómez, Juan Sebastián
Suárez Mancera, Michael Steven
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad ECCI
- Repositorio:
- Repositorio Institucional ECCI
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.ecci.edu.co:001/1378
- Acceso en línea:
- https://repositorio.ecci.edu.co/handle/001/1378
- Palabra clave:
- Banco de pruebas
Motor mono cilíndrico
Generador
Variador del ángulo de encendido
Eficiencia energética
Testing bench
Mono cylindrical motor
Generator
Ignition angle variator
Energy efficiency
- Rights
- openAccess
- License
- Derechos Reservados - Universidad ECCI, 2021
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El objetivo de este proyecto de investigación está encaminado en el desarrollo del análisis termodinámico de un banco de pruebas compuesto por un motor mono cilíndrico estacionario de 9 hp en un régimen nominal de 3600 rpm, un generador de corriente alterna capaz de proporcionar 4 kilovatios y que cumple la función de freno eléctrico, un banco ventilado de 10 resistencias de 400 vatios cada una, un tablero de control del banco y un tablero de instrumentos de medición. El motor mono cilíndrico de cuatro tiempos es destinado a operar con gasolina corriente y gas licuado de petróleo (GLP), además de presentar un mecanismo interno que cumple la función de la variación del ángulo de encendido y el cual es fundamental para llevar a cabo la evaluación y comportamiento de los principales parámetros para establecer la eficiencia energética y el impacto causado por las emisiones generadas cuando se emplea cada uno de los combustibles. |
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Junco, «Evaluación experimental de un motor encendido por chispa que utiliza biogás como combustible», p. 11. «EL PETRÓLEO Y LA ENERGÍA EN LA ECONOMÍA - Los efectos económicos del encarecimiento del petróleo en la economía vasca», p. 298. «TESIS.pdf». Accedido: feb. 28, 2021. [En línea]. Disponible en: https://repository.unilibre.edu.co/bitstream/handle/10901/15855/TESIS.pdf?se quence=1&isAllowed=y «Balance_Minero_Energetico_2010.pdf». Accedido: feb. 28, 2021. [En línea]. Disponible en: http://www.upme.gov.co/Docs/Balance_Minero_Energetico_2010.pdf M. Y. Sulaiman, M. R. Ayob, y I. Meran, «Performance of Single Cylinder Spark Ignition Engine Fueled by LPG», Procedia Eng., vol. 53, pp. 579-585, ene. 2013, doi: 10.1016/j.proeng.2013.02.074. L. Li, Z. Wang, B. Deng, Y. Han, y H. Wang, «Combustion and Emissions Characteristics of a Small Spark-Ignited LPG Engine», SAE International, Warrendale, PA, SAE Technical Paper 2002-01-1738, may 2002. doi: 10.4271/2002-01-1738. «p5sd7911.pdf». 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El motor mono cilíndrico de cuatro tiempos es destinado a operar con gasolina corriente y gas licuado de petróleo (GLP), además de presentar un mecanismo interno que cumple la función de la variación del ángulo de encendido y el cual es fundamental para llevar a cabo la evaluación y comportamiento de los principales parámetros para establecer la eficiencia energética y el impacto causado por las emisiones generadas cuando se emplea cada uno de los combustibles.The objective of this research project consists in the development of the thermodynamic analysis of a test bench composed of a stationary nine hp mono cylindrical engine at a nominal speed of 3600 rpm, an alternating current generator capable of providing 4 kilowatts and complying with the electric brake, a ventilated bank of 10 resistors of 400 watts each, a bank control panel, and a measuring instrument panel. The mono-cylindrical four-stroke engine is designed to operate with ordinary gasoline and liquefied petroleum gas (LPG). In addition to presenting an internal mechanism that fulfills the function of varying the ignition angle, and is essential to carry out an evaluation and behavior of the main parameters to establish energy efficiency and the impact produced by the emissions generated when each of the fuels is used.CONTENIDO Dedicatoria (4) Dedicatoria (5) Agradecimientos (6) Resumen (7) Abstract (8) Lista de ilustraciones (14) Lista de tablas (16) Lista de Gráficas (19) 1 Capítulo (20) 1.1 Introducción (20) 1.2 Alcance (22) 1.3 Objetivo General (23) 1.4 Objetivos Específicos (23) 1.5 Metodología (23) 1.6 Planteamiento del Problema (26) 1.6.1 Formulación del problema (26) 1.6.2 Descripción del problema (26) 1.6.3 GLP en Colombia (27) 1.6.4 GLP Vehicular (28) 2 Capítulo (30) 2.1 Estado de Arte y Revisión Bibliográfica (30) 2.2 Banco de prueba (30) 2.2.1 Tipo de bancos de prueba (31) 2.3 Motor mono cilíndrico (31) 2.3.1 Ciclo termico del motor de combustion interna (32) 2.3.2 Ciclo real del motor de combustion interna por encendido probocado (35) 2.3.3 Combustión y fenómeno de detonación en motores de encendido provocado (37) 2.3.4 Variables que afectan la aparición de la autoinflamación en la combustión (40) 2.3.5 Avance y retraso de chispa (41) 2.3.6 Parámetros básicos de Motores de combustión interna alternativos (42) 2.3.7 Parámetros geométricos (43) 2.3.8 Parámetros de funcionamiento (46) 2.3.9 Trabajo, potencia y presión de bombeo, fricción y auxiliares (56) 2.3.10 Parámetros efectivos (57) 2.3.11 Técnicas Experimentales (61) 2.3.12 Transductores (62) 2.3.13 Medidas de parámetros específicos (65) 2.3.14 Parámetros usuales y normalizados (69) 2.3.15 Variables de operación que afectan a los parámetros de salida del motor (70) 2.4 Pérdidas de Calor (72) 2.4.1 Convección (73) 2.4.2 Conducción (74) 2.4.3 Radiación (74) 2.5 Unidades electrógenas (75) 2.5.1 Combustibles empleados para las unidades electrógenas (75) 2.5.2 Características del combustible (77) 2.5.3 Número de octano (78) 2.6 Gasolina (78) 2.6.1 Componentes de la gasolina (79) 2.6.2 Contenido de Gomas (79) 2.6.3 Contenido de azufre (80) 2.6.4 Contenido de aromáticos (81) 2.6.5 Contenido de benceno (82) 2.6.6 Poder calorífico de la gasolina (82) 2.6.7 Propiedades fisicoquímicas (82) 2.7 GLP (83) 2.7.1 Características del GLP (84) 2.7.2 Propiedades fisicoquímicas del GLP (85) 2.8 Normatividad Nacional e Internacional para Motores de Combustión interna (85) 3 Capítulo (87) 3.1 Sitio de Pruebas (87) 3.2 Partes del Banco de Prueba (88) 3.3 Reconocimiento del equipo (89) 3.3.1 Tablero de instrumentos de medición (89) 3.3.2 Probeta de Gasolina (90) 3.3.3 Motor mono cilíndrico (91) 3.3.4 Cordón de arranque (92) 3.3.5 Variador de combustible (92) 3.3.6 Tubo de escape (93) 3.3.7 Caja de control de resistencias (93) 3.3.8 Resistencias de prueba (94) 3.3.9 Generador eléctrico(94) 3.4 Evaluación de variables de interés (95) 3.4.1 Variables Fijas (95) 3.4.2 Variables Medibles (95) 3.5 Análisis del ángulo óptimo de operación para cada combustible (97) 3.5.1 Ángulo óptimo para Gasolina (97) 3.5.2 Ángulo óptimo para GLP (102) 3.6 Número de replicas (105) 4 Capítulo (106) 4.1 Análisis mediante la operación del equipo con combustible gasolina.106 4.2 Análisis de las emisiones generadas por la operación del equipo con combustible gasolina (111) 4.3 Análisis del calor perdido por las emisiones generadas por la operación del equipo con combustible gasolina (114) 4.4 Análisis mediante la operación del equipo con combustible GLP (117) 4.5 Análisis de las emisiones generadas por la operación del equipo con combustible GLP (121) 4.6 Análisis del calor perdido por las emisiones generadas por la operación del equipo con combustible GLP (124) 4.7 Transferencia de Calor (126) 4.8 Transferencia de calor por aletas (131) 4.9 Transferencia de calor por radiación (134) 4.10 Parámetros analizados del motor (136) 5 Capítulo (137) 5.1 Revisión del equipo (137) 5.2 Encendido con gasolina (138) 5.3 Pruebas (141) 5.3.1 Para una carga del 0% (141) 5.3.2 Para una carga del 20% (144) 5.4 Transcurso de Gasolina a GLP (147) 5.5 Pruebas con GLP (149) 5.5.1 Para una carga del 0% (149) 5.5.2 Para una carga del 20% (151) 6 Análisis de Resultados (154) 6.1 Consumo de combustible (154) 6.2 Consumo de combustible especifico (155) 6.3 Calor Liberado (156) 6.4 Balance energético Gasolina (156) 6.5 Distribución energética en el sistema con GLP (160) 6.6 Monóxido de Carbono (162) 6.7 Dióxido de carbono (163) 6.8 Oxigeno (164) 6.9 Hidrocarburos (164) 6.10 Factor Lambda (165) 6.11 Consumo del flujo másico de los combustibles (166) 6.12 Eficiencia Eléctrica (168) 7 Conclusiones (170) 8 Recomendaciones (172) 9 Anexos (174) 10Bibliografía (183)PregradoIngeniero en MecánicaIngeniería Mecánica188 p.application/pdfspaUniversidad ECCIColombiaFacultad de IngenieríasDerechos Reservados - 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