Relación de poderes caloríficos por unidad de volumen de mezcla (para relación estequiométrica) Humz,GNC/Humz,gasol=Huv, GNV/(1+RA/GNC)/ Huv, gasol/(1+RA/gasol) Humz,GNC/Humz,gasol=(33,7/10,9)/(212,9/57,6) =3,1/3,7=0,84

Cálculo de la relación de potencias

Pérdida de Potencia 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.

efGNCQGNC=efgasolQgasol efGNCHuGNCVGNC=efgasolHugasolVgasol Volúmenes consumidos (a 1 bar de presión y a igualdad de recorrido) efGNCQGNC=efgasolQgasol efGNCHuGNCVGNC=efgasolHugasolVgasol VGNC/Vgasol=(efgasol /efGNC)*(HuL,gasol/HuL,GNC) VGNC/Vgasol=(1/1)*(31,7/33,7)=0,93 m3/L

Equivalencia de los volúmenes consumidos ( a igualdad de recorrido) La equivalencia entre la gasolina y el GNC* es aproximadamente a 1 m3 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 m3 de GNC = 1 L de gasolina. *A 1 bar de presión.

Coeficiente de compresibilidad Z 1,3 El coeficiente de compresibilidad se toma en cuenta cuando se requiere determinar la cantidad real del gas a presiones por encima de 20 kg /cm2. 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/cm2, Z 0,83 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 100 200 300 p, kg / cm2 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

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. VTANQUE, GNV 4 VTANQUE, GASOLINA

Indice de Wobbe H0=Poder calorífico superior, MJ/m3 d=densidad relativa Gas Natural: W0 =48,1-58,0 GLP: W0 =77,4-92,4

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.

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.

Relación de Compresión del Motor Vc PMS Vh PMI

Eficiencia en función de la relación de compresión

Relación de compresión crítica Número de Metano El número de metano indica la capacidad antidetonante del gas natural (NºMGNC=65-80) Gas Número de metano Número de octano Relación de compresión crítica Metano 100 120 15,0/1 Etano 44 115 14,0/1 Propano 32 112 12,0/1 Hidrógeno 40 ----

DETONACIÓN Y FRENTE DE LLAMA

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

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.

Temperatura de auto encendido El GNV se inflama en la cámara de combustión del motor a la temperatura de 650-700oC, 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.

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 (2.200-2.500ºC), 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 .

VELOCIDAD DEL FRENTE DE LLAMA 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.

CUADRO COMPARATIVO DE UN MOTOR DE ENCENDIDO POR CHISPA CON GASOLINA Y CON GNV Parámetros del motor Tipo de combustible Gasolina GNV Velocidad del frente de llama, m/s Número de octano Disminución de la potencia del motor sin variar la relación de compresión, %. Adelanto de la chispa eléctrica Cantidad de aire teóricamente necesaria para la combustión (en estado gaseoso), en m3/m3 20 – 25 84 –97 --- ---- 58,6 3 – 5 120 10 –18 5 –7º(10) 9,9