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XIX Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico
MODELO TERMODINÁMICO PARA EL ANÁLISIS DE CICLOS DE TRABAJO DE
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
Kevin Eduardo Hernández Salazar, Instituto Tecnológico de Culiacán, kehs_4@hotmail.com.
Asesor: Dr Jose Manuel Riesco Ávila, Universidad de Guanajuato, Campus Irapuato – Salamanca
riesco@ugto.mx
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Los procesos reales que tienen lugar en los motores de combustión interna (MCI) son
demasiado complejos para poder realizar un análisis completo de los mismos. Por lo
tanto, muchas veces se recurre a procesos teóricos en los que es más fácil realizar
cálculos y sacar conclusiones que ayuden a comprender el proceso real. El objetivo
principal de este proyecto es desarrollar un modelo termodinámico simple que sirva para
simular las curvas características de un MCI, sin los elevados costos de la
experimentación.
METODOLOGÍA
En este trabajo se desarrolla un modelo termodinámico sencillo, basado en el ciclo dual
de aire estándar, que incluye elementos que permiten estimar las prestaciones del motor
con bastante exactitud, como el cálculo de la fracción de residuales, la temperatura y
presión al inicio de la compresión, y el porcentaje de combustible que se quema a
volumen constante y a presión constante, respectivamente. El modelo fue programado
en el software Equation Engineering Solver, EES.
RESULTADOS
Para la validación del modelo se utilizaron los resultados experimentales de dos
motores, uno de encendido provocado (MEP) y otro de encendido por compresión
(MEC). Se compararon las curvas de par, potencia y consumo específico de combustible
experimentales con los resultados del modelo. Se observó que el modelo se ajusta de
manera adecuada a los resultados experimentales, ajustando el porcentaje de
combustión a volumen constante, el rendimiento a la combustión y el rendimiento
mecánico.
CONCLUSIONES
En este trabajo se presenta un modelo termodinámico sencillo que sirve para simular las
curvas características de un motor de combustión interna alternativo. Aunque el modelo
se basa en la consideración de un ciclo dual de aire estándar, incluye elementos que
permiten estimar las prestaciones del motor con bastante exactitud, como el cálculo de
la fracción de residuales, la temperatura y presión al inicio de la compresión, y el
porcentaje de combustible que se quema a volumen constante y a presión constante,
respectivamente. Los resultados obtenidos con el modelo muestran una buena
correspondencia con los datos experimentales cuando se ajustan el porcentaje de
combustión a volumen constante, el rendimiento a la combustión y el rendimiento
mecánico.
© Programa Interinstitucional para el Fortalecimiento de la Investigación y el Posgrado del Pacífico
Agosto 2014