MAQUINAS TERMICAS (BORRADOR)
ING ELI GUAYAN H.
MÁQUINAS TÉRMICAS:
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
Borrador
Mg. Ing. ELÍ GUAYÁN HUACCHA
TRUJILLO- PERU
2021
MAQUINAS TERMICAS (BORRADOR)
ING ELI GUAYAN H.
Ejemplo: de combustión motor gasolinero(Borrador)
Para un motor gasolinero con los siguientes datos se pide que determine la
temperatura de combustión Tz.
Datos:  = 0,86 , r = 0,059 , z = 0,85 ,Hu = 44 MJ/Kg, la temperatura al final
de la compresión, Tc = 716°K; M1 =0,45247 Kmol, Lo = 0, 516
La cantidad total de los productos de la combustión: MCO=0,02022 Kmol, MCO2 =
0,05103 Kmol, 𝑀𝐻2 =0,01011 Kmol, 𝑀𝐻2 𝑂 = 0,06239 Kmol,
𝑀𝑁2 = 0,79 ∗ 𝛼 ∗ 𝐿𝑜 = 0,79 ∗ 0,86 ∗ 0,516 = 0,35057
La cantidad total de los productos de la combustión (M2): M2 = Mi
𝑀2 = 𝑀𝐶𝑂 + 𝑀𝐶𝑂2 + 𝑀𝐻2 + 𝑀𝐻2 𝑂 + 𝑀𝑁2
M2 = 0,02022 + 0,05103 + 0,01011 + 0,06239 + 0,35057 = 0, 49432 Kmol.
El coeficiente teórico de variación molecular (o):
𝜇𝑜 =
𝑀2
𝑀1
→ 𝜇𝑜 =
0,49432
0,45247
 𝜇𝑜 = 1,092
El coeficiente real de variación molecular (r) :
𝜇𝑟 =
𝜇𝑜 +𝛾𝑟
1+𝛾𝑟
→ 𝜇𝑟 =
1,092+0,059
1,059
 𝜇𝑟 = 1,0868
El calor no desprendido por efecto de la combustión incompleta cuando <1 ,
(Hu ) quím :
(Hu ) quim =114 ( 1-). Lo , en MJ/ Kg
(Hu ) quim =114 ( 1 - 0,86) (0,516) → (Hu) quim = 8,235 MJ/ Kg
La energía interna de 1 mol de mezcla fresca al final del proceso de compresión
es (Uc)
𝑈𝑐 = (𝜇𝐶𝑣 ). 𝑡𝑐
Dónde :
Cv = es el calor específico de la mezcla fresca a la temperatura tc , en KJ/
Kmol °C
La temperatura tc = 716°K= 443°C
De la tabla N° 6: Interpolando
T(OC)
(uCv ) KJ /Kmol °C
400 _____ 21, 474
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443 _____  Cv
500 ______ 21,780 ,
sale  Cv = 21,6055 KJ/Kmol°C
Entonces:
Uc = (21, 6055) (443)= 9571,23 KJ/Kmol
La energía interna de 1 mol de productos de combustión al final del proceso
de compresión es:
Uc “= (Cv )”c .tc → 1
Previamente las fracciones volumétricas:
𝑟𝑐𝑜 =
𝑀𝐶𝑂 0,02022
=
= 0,0409
𝑀2
0,49432
𝑀𝐶𝑂2 0,05103
=
= 0,1032
𝑀2
0,49432
𝑟𝐶02 =
𝑟𝐻2 =
𝑀𝐻2 0,01011
=
= 0,0204
𝑀2
0,49432
𝑟𝐻2𝑂 =
𝑟𝑁2 =
𝑀𝐻2𝑂 0,06239
=
= 0,1262
𝑀2
0,49432
𝑀𝑁2 0,35057
=
= 0,7092
𝑀2
0,49432
Los calores específicos de los productos de la combustión para tc = 443°C
interpolando: TABLA N°6
CO: CV = 21,6073 KJ/Kmol°C , CO2 : CV = 35,50389 KJ/Kmol°C
H2: CV = 20,89809 KJ/Kmol°C , H2O: CV = 27,0072 KJ/Kmol°C
N2: CV = 21,29852 KJ/Kmol°C
Tenemos:
µ 𝐶𝑣" = ∑ 𝑟𝑖 (µ 𝐶𝑣 )𝑖
CV“= (0,0409) (21,6073) + (0,1032) (35,50389) + (0,0204) (20,89809) +
(0,1262) (27, 0072) + (0,7092) (21, 29852)
CV“= 23,48728 KJ/Kmol°C
La energía de ecuac. (1): Uc” = (23,4872)(443)  Uc” = 10404, 82 KJ/Kmol.
De la ecuación de combustión:
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𝜉𝑧 [𝐻𝑢 − (Δ𝐻𝑢 )𝑞𝑢𝑖𝑚𝑖 ] 𝑈𝑐 + 𝛾𝑟 𝑈𝑐 "
+
= 𝜇𝑟 𝑈𝑧 "
𝑀1 (1 + 𝛾𝑟 )
1 + 𝛾𝑟
Reemplazando valores:
0,85 (44000 − 8235) 9571,23 + (0,059)(10404,82)
+
= 1,0868. 𝑈𝑧 "
0,45247 (1,059)
1,059
63444,12402+9617,671747= 1,0868. 𝑈𝑧 "
De donde:
𝑈𝑧 " = 67226,53 KJ/Kmol
Asumamos que tz = 2300 °C ; Tabla N¨9
Para  = 0,86 , tz = 2300 °C → 𝑈𝑧 " = 66747,54 KJ/Kmol
Para  = 0,86 , tz = 2400 °C → 𝑈𝑧 " = 70055,04 KJ/Kmol
2300 °C < tz < 2400 °C
Interpolando:
𝑈𝑧 "
tz
66747,54
2300
67226,53
tz
70055,04
2400
y : Tz = 2587,4°K Rpta.
; sale tz = 2314,4°C