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1 Hu mz,GNC /Hu mz,gasol =Hu v, GNV /(1+R A/GNC )/ Hu v, gasol /(1+R A/gasol ) Hu mz,GNC /Hu mz,gasol =(33,7/10,9)/(212,9/57,6) =3,1/3,7=0,84 Relación.

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1 1 Hu mz,GNC /Hu mz,gasol =Hu v, GNV /(1+R A/GNC )/ Hu v, gasol /(1+R A/gasol ) Hu mz,GNC /Hu mz,gasol =(33,7/10,9)/(212,9/57,6) =3,1/3,7=0,84 Relación de poderes caloríficos por unidad de volumen de mezcla (para relación estequiométrica)

2 2 Cálculo de la relación de potencias

3 3 Al no estar el motor de un vehículo a gasolina diseñado específicamente para funcionar con GNV (o cualquier otro combustible gaseoso) se produce una disminución en la potencia del mismo, de 10 a 18%. Esto es casi imperceptible a bajas cargas, siempre y cuando el vehículo se encuentre en buen estado mecánico y que el equipo de conversión sea el adecuado para el motor. Pérdida de Potencia

4 4 ef GNC Q GNC =ef gasol Q gasol ef GNC Hu GNC V GNC =ef gasol Hu gasol V gasol V GNC /V gasol =(ef gasol /ef GNC )*(Hu L,gasol /Hu L,GNC ) Volúmenes consumidos (a 1 bar de presión y a igualdad de recorrido) V GNC /V gasol =(1/1)*(31,7/33,7)=0,93 m 3 /L

5 5 La equivalencia entre la gasolina y el GNC * es aproximadamente a 1 m 3 de GNC igual a 1,08- 1,13 L de gasolina (que es la unidad en la que se comercializará este producto) de GNV. Para fines prácticos se puede considerar la equivalencia: 1 m 3 de GNC = 1 L de gasolina. Equivalencia de los volúmenes consumidos ( a igualdad de recorrido) * A 1 bar de presión.

6 6 Coeficiente de compresibilidad El coeficiente de compresibilidad se toma en cuenta cuando se requiere determinar la cantidad real del gas a presiones por encima de 20 kg /cm 2. Cuando Z<1, la masa real es mayor que la que se obtiene a través de la ecuación de los gases ideales. Para el metano, a p=200kg/cm 2, Z 0,83 Z 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0, p, kg / cm 2 Coeficiente de compresibilidad en función de la presión ( p) para diferentes gases a una temperatura de 0 –10 o C. 1 – Hidrógeno; 2 – nitrógeno; 3 – óxido de carbono; 4 – oxígeno; 5 - metano

7 7 ALMACENAMIENTO DE GNV Y DENSIDAD VOLUMÉTRICA DE ENERGÍA Para fines prácticos, la densidad volumétrica de energía del GNV (a 200 bar de presión) es aproximadamente ¼ de la gasolina. V TANQUE, GNV 4 V TANQUE, GASOLINA

8 8 Indice de Wobbe H 0 =Poder calorífico superior, MJ/m 3 d=densidad relativa Gas Natural: W 0 =48,1-58,0 GLP: W 0 =77,4-92,4

9 9 Indice de Wobbe La principal utilidad de este índice es determinar la intercambiabilidad de los combustibles por otros, sea por escasez o por razones económicas (variación de precios o tarifas). Si varía la composición del gas, cambia el índice de Wobbe, la relación aire/gas, las emisiones y la reactividad de los hidrocarburos en el escape.

10 10 Poder antidetonante de los combustibles gaseosos El GLP y sobre todo el GNV poseen mayor resistencia a la detonación durante la combustión. Esta propiedad permite fabricar motores de encendido por chispa para funcionar sólo con gas (dedicados), pero con mayores índices de potencia y economía, debido a la mayor relación de compresión que tienen.

11 11 PMI PMS VhVh VcVc Relación de Compresión del Motor

12 12 Eficiencia en función de la relación de compresión

13 13 El número de metano indica la capacidad antidetonante del gas natural (NºM GNC =65-80) Gas Número de metano Número de octano Relación de compresión crítica Metano ,0/1 Etano ,0/1 Propano ,0/1 Hidrógeno Número de Metano

14 14 DETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMA T

15 15 OCTANAJE Y RELACIÓN DE COMPRESIÓN El mayor octanaje del GNV, permite tener una relación de compresión mayor que la que podría tener usando solamente gasolina. Un motor E.CH., dedicado a GNV, puede llegar a tener una relación de compresión de 13/1. Relación de compresión (para el motor Honda Civic 1,6 L): Con gasolina 9,4:1 Con GNV: 12,5:1

16 16 Temperatura de auto encendido Es la temperatura bajo la cual el combustible con el oxidante, en una mezcla homogénea, empieza por si solo a desarrollar muy rápidamente (explosivamente) la reacción de combustión. La temperatura de auto encendido depende del coeficiente de exceso de aire (composición de la mezcla) Temperatura de auto encendido en función del coeficiente de exceso de aire: 1–metano; 2–etano; 3– propano; 4–butano; 5– hidrógeno La temperatura de auto encendido de los combustibles 2, 3 y 4, disminuye a medida que se enriquece la mezcla. La excepción es el metano y hidrógeno.

17 17 El GNV se inflama en la cámara de combustión del motor a la temperatura de o C, magnitud que es mayor que la temperatura de inflamación de la gasolina (350 a 400ºC). Esto dificulta el arranque en frío del motor, particularmente cuando la temperatura del medio ambiente es baja. El GNV se inflama en la cámara de combustión del motor a la temperatura de o C, magnitud que es mayor que la temperatura de inflamación de la gasolina (350 a 400ºC). Esto dificulta el arranque en frío del motor, particularmente cuando la temperatura del medio ambiente es baja. Temperatura de auto encendido

18 18 VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA Con GNV, la velocidad del frente de llama es notoriamente menor que con gasolina. Con GNV, la velocidad de propagación de la llama (turbulenta) es aproximadamente 3 a 5 m/s, mientras con gasolina es 20 a 25 m/s (5 a 6 veces menor). Esto provoca que la combustión dure más, y a pesar que la temperatura con GNV sea menor (1.920ºC) que con gasolina ( ºC), el mayor tiempo de contacto produce el recalentamiento de algunas piezas del motor. Por otro lado, esto permite una significativa reducción del ruido del motor.

19 19 A esto hay que agregar que el GNV no se evapora y no hay enfriamiento de estas piezas. Se recomienda aumentar la luz de las válvulas para disminuir el desgaste y el consumo de aceite. En motores nuevos se utilizan válvulas y asientos con aleaciones especiales resistentes a la temperatura (en base a níquel, con agregados de cromo, cobalto y tungsteno). También se emplean superaleaciones de níquel, válvulas huecas refrigeradas con sodio, y válvulas sinterizadas. VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA

20 20 CUADRO COMPARATIVO DE UN MOTOR DE ENCENDIDO POR CHISPA CON GASOLINA Y CON GNV Parámetros del motor Tipo de combustible GasolinaGNV Velocidad del frente de llama, m/s Velocidad del frente de llama, m/s Número de octano Número de octano Disminución de la potencia del motor sin variar la relación de compresión, %. Disminución de la potencia del motor sin variar la relación de compresión, %. Adelanto de la chispa eléctrica Adelanto de la chispa eléctrica Cantidad de aire teóricamente necesaria para la combustión (en estado gaseoso), en m 3 /m 3 Cantidad de aire teóricamente necesaria para la combustión (en estado gaseoso), en m 3 /m 3 20 – – ,6 3 – –18 5 –7º(10) 9,9


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