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El Ciclo de Diesel

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El ciclo de Diesel corresponde a un motor de combustión interna en que el calentamiento ocurre a presión constante dejando expandir el gas en el encendiendo la mezcla.<br>

>Modelo

ID:(1487, 0)



Mecanismos

Descripción

El ciclo Diesel es un ciclo termodinámico que fundamenta el funcionamiento de los motores diésel, ampliamente utilizados en vehículos y maquinaria industrial. Desarrollado por Rudolf Diesel en la década de 1890, este ciclo se distingue del ciclo Otto de los motores de gasolina principalmente en su proceso de encendido. En el ciclo Diesel, el aire se introduce en el cilindro y se comprime a una relación mucho mayor que en los motores de gasolina, lo que eleva su temperatura hasta un punto que puede encender el combustible diésel sin necesidad de una bujía.<br> <br> Durante el funcionamiento, el ciclo comienza con el pistón atrayendo aire mientras se mueve hacia abajo. Luego, el aire se comprime en el movimiento ascendente, aumentando su temperatura. En el pico de la fase de compresión, el combustible se inyecta en el aire comprimido y caliente en forma de una fina neblina, causando una ignición espontánea. La combustión empuja el pistón hacia abajo, generando energía. Finalmente, en la fase de escape, los gases de la combustión se expulsan cuando el pistón se mueve hacia arriba nuevamente, completando el ciclo.<br> <br> Los motores diésel son reconocidos por su eficiencia y durabilidad. La alta relación de compresión no solo permite que el motor extraiga más energía del combustible, sino que también aumenta su eficiencia térmica, lo que significa que una mayor parte de la energía del combustible se convierte en trabajo mecánico. Los motores diésel generalmente ofrecen una mejor eficiencia de combustible y producen menos emisiones de CO2 por unidad de energía que sus contrapartes de gasolina, pero pueden emitir niveles más altos de otros contaminantes, como óxidos de nitrógeno y partículas.<br> <br> <druyd>mechanisms</druyd>

ID:(15283, 0)



Ciclo de Carnot

Descripción

Sadi Carnot introduced [1] the theoretical concept of the first machine design that, based on a heat gradient, can generate mechanical work. This is achieved through a process in the pressure-volume space where heat is added and extracted, as illustrated in the image:<br> <br> <druyd>image</druyd><br> <br> The area under curve <var>8170</var>, spanning from 1 to 2, represents the energy input required to move from the state ($p_1, V_1$) to the state ($p_2, V_2$). The area under curve <var>8171</var>, going from 2 to 1, represents the energy extraction needed to return from the state ($p_2, V_2$) back to the state ($p_1, V_1$). The difference between these areas corresponds to the region enclosed by both curves and represents <var>8165</var> that the system can perform.<br> <br> Carnot also demonstrated that, due to the second law of thermodynamics, <var>8170</var> cannot be zero, implying that there are no machines capable of converting all heat into work.<br> <br> <img src='/static/icons/pub20.png' /> [1] "Réflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance" (Reflexiones sobre la fuerza motriz del fuego y sobre las máquinas preparadas para desarrollar esa fuerza), Sadi Carnot, Annales scientifiques de lÉ.N.S. 2e série, tome 1, p. 393-457 (1872)<br>

ID:(11131, 0)



Ciclo de Diesel: Diagrama presión-volumen

Descripción

Rudolf Diesel [1] se propuso crear un ciclo diferente al ciclo de Carnot con el objetivo de lograr una eficiencia superior en comparación con el ciclo de Otto. Este proceso se desarrolla en las siguientes etapas:<br> <br> &bull; Etapa 1 a 2: Compresión adiabática $(p_1,V_1,T_1)\rightarrow (p_2,V_2,T_2)$,<br> &bull; Etapa 2 a 3: Calentamiento y expansión a presión constante $(p_2,V_2,T_2)\rightarrow (p_2,V_3,T_3)$,<br> &bull; Etapa 3 a 4: Expansión adiabática $(p_2,V_3,T_3)\rightarrow (p_3,V_1,T_4)$,<br> &bull; Etapa 4 a 1: Enfriamiento a volumen constante $(p_3,V_1,T_4)\rightarrow (p_1,V_1,T_1)$<br> <br> Estas etapas se ilustran a continuación:<br> <br> La clave se encuentra en la etapa 2 a 3, donde la expansión ocurre a presión constante. La razón se hace evidente al examinar el gráfico:<br> <br> <druyd>image</druyd><br> <br> La energía ganada es igual al área encerrada dentro del ciclo, y al realizar la compresión a presión constante, esta área es mayor que en el caso de la compresión a volumen constante.<br> <br> <img src='/static/icons/pub20.png' /> [1] "Verfahren zur Entwickelung eines rationellen Wärmemotors zum Ersatz der Dampfmaschine und der heute bekannten Verbrennungsmotoren" (Método para el desarrollo de un motor térmico racional que reemplace el motor de vapor y los motores de combustión contemporáneos), Rudolf Diesel, Kaiserlichen Patentamts, No. 67207 (1892)<br>

ID:(11141, 0)



Análisis de la eficiencia

Descripción

Tanto el ciclo de Otto como el ciclo de Diesel dependen de <var>8489</var>, <var>8490</var>, <var>8491</var> y <var>8492</var>. Sin embargo, en el caso del ciclo de Diesel, también depende de <var>6661</var>, cuyo valor es de 1.4.<br> <br> En el caso del <b>ciclo de Otto</b>, la eficiencia se calcula en función de la temperatura utilizando la ecuación:<br> <br> <druyd>equation=11161</druyd><br> <br> Mientras que en el <b>ciclo de Diesel</b>, la eficiencia se calcula en función de la temperatura utilizando la ecuación:<br> <br> <druyd>equation=11164</druyd><br> <br> La inclusión del factor $1/\kappa \sim 0.71$ en el ciclo de Diesel lo hace más eficiente en comparación con el ciclo de Otto para la misma configuración de temperaturas. Esto es la consecuencia directa de haber logrado aumentar el área encerrada en la curva que representa el ciclo en la representación presión y volumen.<br>

ID:(11153, 0)



Expansión adiabática

Descripción

Dado que en una expansión adiabática, el gas cumple con las relaciones <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var>, <var>5237</var> y <var>6661</var> expresadas como:<br> <br> <druyd>equation=4865</druyd><br> <br> Podemos observar que en el cambio de estado desde <var>8499</var> y <var>8491</var> a <var>8497</var> y <var>8492</var>, se cumple la siguiente igualdad:<br> <br> <meq>T_3V_3^{\kappa-1}=T_4V_1^{\kappa-1}</meq><br> <br> Utilizando la ecuación de <var>8502</var>:<br> <br> <druyd>equation=11147</druyd><br> <br> Obtenemos:<br> <br> <druyd>equation=11149</druyd><br>

ID:(15751, 0)



Compresión adiabática

Descripción

Dado que en una expansión adiabática, el gas satisface las relaciones <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var>, <var>5237</var> y <var>6661</var>, expresadas como:<br> <br> <druyd>equation=4865</druyd><br> <br> Podemos notar que durante el cambio de estado desde <var>8497</var> y <var>8489</var> a <var>8498</var> y <var>8490</var>, se cumple la siguiente igualdad:<br> <br> <meq>T_1V_1^{\kappa-1}=T_2V_2^{\kappa-1}</meq><br> <br> Usando la ecuación de <var>8501</var>:<br> <br> <druyd>equation=11146</druyd><br> <br> Obtenemos:<br> <br> <druyd>equation=11148</druyd><br>

ID:(15752, 0)



Calentamiento del gas

Descripción

Como el calentamiento ocurre a presión constante, se aplica la ley de Charles que con <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var> y <var>5237</var> es:<br> <br> <druyd>equation=3492</druyd><br> <br> Podemos notar que durante el cambio de estado desde <var>8498</var> y <var>8490</var> a <var>8499</var> y <var>8491</var>, se cumple la siguiente igualdad:<br> <br> <meq>\displaystyle\frac{ T_2 }{ V_2 }=\displaystyle\frac{ T_3 }{ V_3 }</meq><br> <br> Usando la ecuación de <var>8501</var> y <var>8502</var>:<br> <br> <druyd>equation=11146</druyd><br> <br> <druyd>equation=11147</druyd><br> <br> podemos escribirlo como:<br> <br> <meq>T_3 = \displaystyle\frac{V_3}{V_2} T_2 = \displaystyle\frac{V_3}{V_2} T_2 = \displaystyle\frac{V_3}{V_1} \displaystyle\frac{V_1}{V_2} T_2 = \displaystyle\frac{r_C}{r_E} T_2</meq><br> <br> En resumen:<br> <br> <druyd>equation=11150</druyd><br> <br>

ID:(15753, 0)



Eficiencia en función de las temperaturas

Descripción

<var>5245</var> es una función <var>8170</var> y <var>8171</var> según:<br> <br> <druyd>equation=11155</druyd><br> <br> y las cantidad de <var>8170</var> con <var>7937</var>, <var>8491</var> y <var>8490</var> suministrado<br> <br> <druyd>equation=11144</druyd><br> <br> y con <var>8171</var> con <var>8481</var>, <var>8492</var> y <var>8489</var> emitiendo<br> <br> <druyd>equation=11145</druyd><br> <br> Si se reemplaza ambas expresiones para el calor y se emplea la relación de <var>6661</var>:<br> <br> <druyd>equation=11152</druyd><br> <br> se obtiene<br> <br> <druyd>equation=11164</druyd><br>

ID:(15754, 0)



Eficiencia en función de los factores de compresión y expansión

Descripción

El valor de <var>5245</var> se puede calcular utilizando los valores <var>6661</var>, <var>8489</var>, <var>8490</var>, <var>8491</var> y <var>8492</var> en la siguiente ecuación:<br> <br> <druyd>equation=11164</druyd><br> <br> Además, las relaciones entre las temperaturas con <var>8501</var> y <var>8502</var> están definidas por las siguientes ecuaciones:<br> <br> <druyd>equation=11148</druyd><br> <br> <druyd>equation=11149</druyd><br> <br> <druyd>equation=11150</druyd><br> <br> Adicionalmente, se utiliza el valor de <var>6661</var> en la ecuación:<br> <br> <druyd>equation=11152</druyd><br> <br> Estas ecuaciones nos permiten calcular el rendimiento de un proceso que sigue el ciclo de Diesel mediante la siguiente ecuación:<br> <br> <druyd>equation=11156</druyd><br> <br>

ID:(15755, 0)



Modelo

Descripción

<br> <druyd>model</druyd><br>

ID:(15342, 0)



El Ciclo de Diesel

Descripción

El ciclo de Diesel corresponde a un motor de combustión interna en que el calentamiento ocurre a presión constante dejando expandir el gas en el encendiendo la mezcla.

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$Q_C$
Q_C
Calor absorbido
J
$c_p$
c_p
Calor especifico a presión constante
J/kg K
$c_V$
c_V
Calor específico de gases a volumen constante
J/kg K
$Q_H$
Q_H
Calor suministrado
J
$C_p$
C_p
Capacidad calórica a presión constante
J/kg
$C_V$
C_V
Capacidad calórica a volumen constante
J/kg
$\eta$
eta
Eficiencia
-
$r_C$
r_C
Factor de compresibilidad
-
$r_E$
r_E
Factor de expansibilidad
-
$\kappa$
kappa
Indice adiabático
-
$M$
M
Masa
kg
$T_1$
T_1
Temperatura en estado 1
K
$T_2$
T_2
Temperatura en estado 2
K
$T_3$
T_3
Temperatura en estado 3
K
$T_4$
T_4
Temperatura en estado 4
K
$V_2$
V_2
Volumen comprimido
m^3
$V_1$
V_1
Volumen expandido
m^3
$V_3$
V_3
Volumen intermedio
m^3

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones

Siguiendo una analog a al <var>5219,0</var> de l quidos y s lidos con <var>8482</var> y <var>5215</var>:<br> <br> <druyd>equation=3483</druyd><br> <br> existe tambi n <var>6662,1</var> para calentamiento bajo volumen constante con <var>8481</var>:<br> <br> <druyd>equation</druyd><br>

(ID 11113)

Siguiendo una analog a al <var>5219,0</var> de l quidos y s lidos con <var>8482</var> y <var>5215</var>:<br> <br> <druyd>equation=3483</druyd><br> <br> existe tambi n <var>9426,1</var> para calentamiento bajo presi n constante con <var>7937</var>:<br> <br> <druyd>equation</druyd><br>

(ID 11114)

Al suministrar <var>8170</var>, la temperatura del gas aumenta de $T_2$ a $T_3$ en un proceso isob rico (a presi n constante). Esto implica que podemos utilizar la relaci n para <var>8085</var> con <var>7937</var> y <var>7510</var>, que se expresa mediante la ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation=4863</druyd><br> <br> Esto nos lleva a los valores de <var>8491</var> y <var>8490</var> mediante la f rmula:<br> <br> <druyd>equation</druyd><br>

(ID 11144)

Al retirar <var>8171</var>, la temperatura del gas aumenta de $T_1$ a $T_4$ en un proceso isob rico (a presi n constante). Esto implica que podemos utilizar la relaci n para <var>8085</var> con <var>8481</var> y <var>7510</var>, que se expresa mediante la ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation=4862</druyd><br> <br> Esto nos lleva a los valores de <var>8489</var> y <var>8492</var> mediante la f rmula:<br> <br> <druyd>equation</druyd><br>

(ID 11145)

Dado que en una expansi n adiab tica, el gas satisface las relaciones <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var>, <var>5237</var> y <var>6661</var>, expresadas como:<br> <br> <druyd>equation=4865</druyd><br> <br> Podemos notar que durante el cambio de estado desde <var>8497</var> y <var>8489</var> a <var>8498</var> y <var>8490</var>, se cumple la siguiente igualdad:<br> <br> <meq>T_1V_1^{\kappa-1}=T_2V_2^{\kappa-1}</meq><br> <br> Usando la ecuaci n de <var>8501</var>:<br> <br> <druyd>equation=11146</druyd><br> <br> Obtenemos:<br> <br> <druyd>equation</druyd><br>

(ID 11148)

Dado que en una expansi n adiab tica, el gas cumple con las relaciones <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var>, <var>5237</var> y <var>6661</var> expresadas como:<br> <br> <druyd>equation=4865</druyd><br> <br> Podemos observar que en el cambio de estado desde <var>8499</var> y <var>8491</var> a <var>8497</var> y <var>8492</var>, se cumple la siguiente igualdad:<br> <br> <meq>T_3V_3^{\kappa-1}=T_4V_1^{\kappa-1}</meq><br> <br> Utilizando la ecuaci n de <var>8502</var>:<br> <br> <druyd>equation=11147</druyd><br> <br> Obtenemos:<br> <br> <druyd>equation</druyd><br>

(ID 11149)

Como el calentamiento ocurre a presi n constante, se aplica la ley de Charles que con <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var> y <var>5237</var> es:<br> <br> <druyd>equation=3492</druyd><br> <br> Podemos notar que durante el cambio de estado desde <var>8498</var> y <var>8490</var> a <var>8499</var> y <var>8491</var>, se cumple la siguiente igualdad:<br> <br> <meq>\displaystyle\frac{ T_2 }{ V_2 }=\displaystyle\frac{ T_3 }{ V_3 }</meq><br> <br> Usando la ecuaci n de <var>8501</var> y <var>8502</var>:<br> <br> <druyd>equation=11146</druyd><br> <br> <druyd>equation=11147</druyd><br> <br> podemos escribirlo como:<br> <br> <meq>T_3 = \displaystyle\frac{V_3}{V_2} T_2 = \displaystyle\frac{V_3}{V_2} T_2 = \displaystyle\frac{V_3}{V_1} \displaystyle\frac{V_1}{V_2} T_2 = \displaystyle\frac{r_C}{r_E} T_2</meq><br> <br> En resumen:<br> <br> <druyd>equation</druyd><br>

(ID 11150)

El valor de <var>5245</var> se puede calcular utilizando los valores <var>6661</var>, <var>8489</var>, <var>8490</var>, <var>8491</var> y <var>8492</var> en la siguiente ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation=11164</druyd><br> <br> Adem s, las relaciones entre las temperaturas con <var>8501</var> y <var>8502</var> est n definidas por las siguientes ecuaciones:<br> <br> <druyd>equation=11148</druyd><br> <br> <druyd>equation=11149</druyd><br> <br> <druyd>equation=11150</druyd><br> <br> Adicionalmente, se utiliza el valor de <var>6661</var> en la ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation=11152</druyd><br> <br> Estas ecuaciones nos permiten calcular el rendimiento de un proceso que sigue el ciclo de Diesel mediante la siguiente ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation</druyd><br>

(ID 11156)

En una expansi n adiab tica, el gas cumple con la relaci n que involucra <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var> y <var>5237</var>:<br> <br> <druyd>equation=4865</druyd><br> <br> En este contexto, se pasa del punto inicial 3 al punto 4. Esto implica que durante la expansi n adiab tica, el estado del gas se modifica desde <var>8498</var> y <var>8491</var> hasta <var>8497</var> y <var>8492</var>, seg n se establece en:<br> <br> <druyd>equation</druyd>

(ID 11159)

Dado que en una expansi n adiab tica, el gas satisface la relaci n con <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var> y <var>5237</var>:<br> <br> <druyd>equation=4865</druyd><br> <br> En este caso, el punto inicial 1 al punto 2. Esto significa que durante la compresi n adiab tica, el estado del gas cambia de <var>8497</var> y <var>8489</var> a <var>8498</var> y <var>8490</var> de acuerdo con:<br> <br> <druyd>equation</druyd>

(ID 11160)

<var>5245</var> es una funci n <var>8170</var> y <var>8171</var> seg n:<br> <br> <druyd>equation=11155</druyd><br> <br> y las cantidad de <var>8170</var> con <var>7937</var>, <var>8491</var> y <var>8490</var> suministrado<br> <br> <druyd>equation=11144</druyd><br> <br> y con <var>8171</var> con <var>8481</var>, <var>8492</var> y <var>8489</var> emitiendo<br> <br> <druyd>equation=11145</druyd><br> <br> Si se reemplaza ambas expresiones para el calor y se emplea la relaci n de <var>6661</var>:<br> <br> <druyd>equation=11152</druyd><br> <br> se obtiene<br> <br> <druyd>equation</druyd><br>

(ID 11164)


Ejemplos

El ciclo Diesel es un ciclo termodin mico que fundamenta el funcionamiento de los motores di sel, ampliamente utilizados en veh culos y maquinaria industrial. Desarrollado por Rudolf Diesel en la d cada de 1890, este ciclo se distingue del ciclo Otto de los motores de gasolina principalmente en su proceso de encendido. En el ciclo Diesel, el aire se introduce en el cilindro y se comprime a una relaci n mucho mayor que en los motores de gasolina, lo que eleva su temperatura hasta un punto que puede encender el combustible di sel sin necesidad de una buj a.<br> <br> Durante el funcionamiento, el ciclo comienza con el pist n atrayendo aire mientras se mueve hacia abajo. Luego, el aire se comprime en el movimiento ascendente, aumentando su temperatura. En el pico de la fase de compresi n, el combustible se inyecta en el aire comprimido y caliente en forma de una fina neblina, causando una ignici n espont nea. La combusti n empuja el pist n hacia abajo, generando energ a. Finalmente, en la fase de escape, los gases de la combusti n se expulsan cuando el pist n se mueve hacia arriba nuevamente, completando el ciclo.<br> <br> Los motores di sel son reconocidos por su eficiencia y durabilidad. La alta relaci n de compresi n no solo permite que el motor extraiga m s energ a del combustible, sino que tambi n aumenta su eficiencia t rmica, lo que significa que una mayor parte de la energ a del combustible se convierte en trabajo mec nico. Los motores di sel generalmente ofrecen una mejor eficiencia de combustible y producen menos emisiones de CO2 por unidad de energ a que sus contrapartes de gasolina, pero pueden emitir niveles m s altos de otros contaminantes, como xidos de nitr geno y part culas.<br> <br> <druyd>mechanisms</druyd>

(ID 15283)

Sadi Carnot introduced [1] the theoretical concept of the first machine design that, based on a heat gradient, can generate mechanical work. This is achieved through a process in the pressure-volume space where heat is added and extracted, as illustrated in the image:<br> <br> <druyd>image</druyd><br> <br> The area under curve <var>8170</var>, spanning from 1 to 2, represents the energy input required to move from the state ($p_1, V_1$) to the state ($p_2, V_2$). The area under curve <var>8171</var>, going from 2 to 1, represents the energy extraction needed to return from the state ($p_2, V_2$) back to the state ($p_1, V_1$). The difference between these areas corresponds to the region enclosed by both curves and represents <var>8165</var> that the system can perform.<br> <br> Carnot also demonstrated that, due to the second law of thermodynamics, <var>8170</var> cannot be zero, implying that there are no machines capable of converting all heat into work.<br> <br> <img src='/static/icons/pub20.png' /> [1] "R flexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres d velopper cette puissance" (Reflexiones sobre la fuerza motriz del fuego y sobre las m quinas preparadas para desarrollar esa fuerza), Sadi Carnot, Annales scientifiques de l .N.S. 2e s rie, tome 1, p. 393-457 (1872)<br>

(ID 11131)

Rudolf Diesel [1] se propuso crear un ciclo diferente al ciclo de Carnot con el objetivo de lograr una eficiencia superior en comparaci n con el ciclo de Otto. Este proceso se desarrolla en las siguientes etapas:<br> <br> &bull; Etapa 1 a 2: Compresi n adiab tica $(p_1,V_1,T_1)\rightarrow (p_2,V_2,T_2)$,<br> &bull; Etapa 2 a 3: Calentamiento y expansi n a presi n constante $(p_2,V_2,T_2)\rightarrow (p_2,V_3,T_3)$,<br> &bull; Etapa 3 a 4: Expansi n adiab tica $(p_2,V_3,T_3)\rightarrow (p_3,V_1,T_4)$,<br> &bull; Etapa 4 a 1: Enfriamiento a volumen constante $(p_3,V_1,T_4)\rightarrow (p_1,V_1,T_1)$<br> <br> Estas etapas se ilustran a continuaci n:<br> <br> La clave se encuentra en la etapa 2 a 3, donde la expansi n ocurre a presi n constante. La raz n se hace evidente al examinar el gr fico:<br> <br> <druyd>image</druyd><br> <br> La energ a ganada es igual al rea encerrada dentro del ciclo, y al realizar la compresi n a presi n constante, esta rea es mayor que en el caso de la compresi n a volumen constante.<br> <br> <img src='/static/icons/pub20.png' /> [1] "Verfahren zur Entwickelung eines rationellen W rmemotors zum Ersatz der Dampfmaschine und der heute bekannten Verbrennungsmotoren" (M todo para el desarrollo de un motor t rmico racional que reemplace el motor de vapor y los motores de combusti n contempor neos), Rudolf Diesel, Kaiserlichen Patentamts, No. 67207 (1892)<br>

(ID 11141)

Tanto el ciclo de Otto como el ciclo de Diesel dependen de <var>8489</var>, <var>8490</var>, <var>8491</var> y <var>8492</var>. Sin embargo, en el caso del ciclo de Diesel, tambi n depende de <var>6661</var>, cuyo valor es de 1.4.<br> <br> En el caso del <b>ciclo de Otto</b>, la eficiencia se calcula en funci n de la temperatura utilizando la ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation=11161</druyd><br> <br> Mientras que en el <b>ciclo de Diesel</b>, la eficiencia se calcula en funci n de la temperatura utilizando la ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation=11164</druyd><br> <br> La inclusi n del factor $1/\kappa \sim 0.71$ en el ciclo de Diesel lo hace m s eficiente en comparaci n con el ciclo de Otto para la misma configuraci n de temperaturas. Esto es la consecuencia directa de haber logrado aumentar el rea encerrada en la curva que representa el ciclo en la representaci n presi n y volumen.<br>

(ID 11153)

Dado que en una expansi n adiab tica, el gas cumple con las relaciones <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var>, <var>5237</var> y <var>6661</var> expresadas como:<br> <br> <druyd>equation=4865</druyd><br> <br> Podemos observar que en el cambio de estado desde <var>8499</var> y <var>8491</var> a <var>8497</var> y <var>8492</var>, se cumple la siguiente igualdad:<br> <br> <meq>T_3V_3^{\kappa-1}=T_4V_1^{\kappa-1}</meq><br> <br> Utilizando la ecuaci n de <var>8502</var>:<br> <br> <druyd>equation=11147</druyd><br> <br> Obtenemos:<br> <br> <druyd>equation=11149</druyd><br>

(ID 15751)

Dado que en una expansi n adiab tica, el gas satisface las relaciones <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var>, <var>5237</var> y <var>6661</var>, expresadas como:<br> <br> <druyd>equation=4865</druyd><br> <br> Podemos notar que durante el cambio de estado desde <var>8497</var> y <var>8489</var> a <var>8498</var> y <var>8490</var>, se cumple la siguiente igualdad:<br> <br> <meq>T_1V_1^{\kappa-1}=T_2V_2^{\kappa-1}</meq><br> <br> Usando la ecuaci n de <var>8501</var>:<br> <br> <druyd>equation=11146</druyd><br> <br> Obtenemos:<br> <br> <druyd>equation=11148</druyd><br>

(ID 15752)

Como el calentamiento ocurre a presi n constante, se aplica la ley de Charles que con <var>5234</var>, <var>5235</var>, <var>5236</var> y <var>5237</var> es:<br> <br> <druyd>equation=3492</druyd><br> <br> Podemos notar que durante el cambio de estado desde <var>8498</var> y <var>8490</var> a <var>8499</var> y <var>8491</var>, se cumple la siguiente igualdad:<br> <br> <meq>\displaystyle\frac{ T_2 }{ V_2 }=\displaystyle\frac{ T_3 }{ V_3 }</meq><br> <br> Usando la ecuaci n de <var>8501</var> y <var>8502</var>:<br> <br> <druyd>equation=11146</druyd><br> <br> <druyd>equation=11147</druyd><br> <br> podemos escribirlo como:<br> <br> <meq>T_3 = \displaystyle\frac{V_3}{V_2} T_2 = \displaystyle\frac{V_3}{V_2} T_2 = \displaystyle\frac{V_3}{V_1} \displaystyle\frac{V_1}{V_2} T_2 = \displaystyle\frac{r_C}{r_E} T_2</meq><br> <br> En resumen:<br> <br> <druyd>equation=11150</druyd><br> <br>

(ID 15753)

<var>5245</var> es una funci n <var>8170</var> y <var>8171</var> seg n:<br> <br> <druyd>equation=11155</druyd><br> <br> y las cantidad de <var>8170</var> con <var>7937</var>, <var>8491</var> y <var>8490</var> suministrado<br> <br> <druyd>equation=11144</druyd><br> <br> y con <var>8171</var> con <var>8481</var>, <var>8492</var> y <var>8489</var> emitiendo<br> <br> <druyd>equation=11145</druyd><br> <br> Si se reemplaza ambas expresiones para el calor y se emplea la relaci n de <var>6661</var>:<br> <br> <druyd>equation=11152</druyd><br> <br> se obtiene<br> <br> <druyd>equation=11164</druyd><br>

(ID 15754)

El valor de <var>5245</var> se puede calcular utilizando los valores <var>6661</var>, <var>8489</var>, <var>8490</var>, <var>8491</var> y <var>8492</var> en la siguiente ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation=11164</druyd><br> <br> Adem s, las relaciones entre las temperaturas con <var>8501</var> y <var>8502</var> est n definidas por las siguientes ecuaciones:<br> <br> <druyd>equation=11148</druyd><br> <br> <druyd>equation=11149</druyd><br> <br> <druyd>equation=11150</druyd><br> <br> Adicionalmente, se utiliza el valor de <var>6661</var> en la ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation=11152</druyd><br> <br> Estas ecuaciones nos permiten calcular el rendimiento de un proceso que sigue el ciclo de Diesel mediante la siguiente ecuaci n:<br> <br> <druyd>equation=11156</druyd><br> <br>

(ID 15755)

<br> <druyd>model</druyd><br>

(ID 15342)

En este caso, el punto inicial 1 al punto 2. Esto significa que durante la compresi n adiab tica, el estado del gas cambia de <var>8497</var> y <var>8489</var> a <var>8498</var> y <var>8490</var> de acuerdo con:<br> <br> <druyd>kyon</druyd>

(ID 11160)

<var>8170</var> se puede calcular con <var>7937</var>, <var>8491</var> y <var>8490</var> mediante la f rmula:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11144)

En este contexto, se pasa del punto inicial 3 al punto 4. Esto implica que durante la expansi n adiab tica, el estado del gas se modifica desde <var>8498</var> y <var>8491</var> hasta <var>8497</var> y <var>8492</var>, seg n se establece en:<br> <br> <druyd>kyon</druyd>.<br>

(ID 11159)

<var>8171</var> se puede calcular de <var>8481</var>, <var>8492</var> y <var>8489</var> mediante la f rmula:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11145)

En el an lisis del ciclo Diesel, resulta beneficioso introducir el t rmino <var>8501</var>, el cual representa la relaci n entre <var>8497</var> y <var>8498</var> durante la compresi n de la mezcla, tal como se ilustra en la siguiente expresi n:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11146)

En el an lisis del ciclo Diesel, resulta provechoso incorporar el concepto <var>8502</var>, que representa la relaci n entre <var>8497</var> y <var>8499</var> durante la compresi n de la mezcla, tal como se muestra en la siguiente expresi n:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11147)

<var>8491</var> se puede calcular con <var>8492</var>, <var>8502</var> y <var>6661</var> mediante:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11149)

<var>8490</var> se puede calcular de <var>8489</var>, <var>8501</var> y <var>6661</var> mediante:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11148)

<var>8491</var> se puede calcular de <var>8490</var>, <var>8501</var> y <var>8502</var> mediante:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11150)

<var>5245</var> se puede calcular de <var>6661</var>, <var>8489</var>, <var>8490</var>, <var>8491</var> y <var>8492</var> mediante:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11164)

El c lculo de <var>5245</var> se realiza utilizando <var>6661</var>, <var>8501</var> y <var>8502</var>, de la siguiente manera:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11156)

<var>9426</var> es igual a <var>7937</var> dividido por <var>5215</var>:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11114)

<var>6662</var> es igual a <var>8481</var> dividido por <var>5215</var>:<br> <br> <druyd>kyon</druyd><br>

(ID 11113)


ID:(1487, 0)