ANDRES NAVA FLORES R:14300654 4ª-2 28-JUNIO-2016 Ciclo de Otto ANDRES NAVA FLORES R:14300654 4ª-2 28-JUNIO-2016

Introducción En esta presentación se hablará de los usos, teoría, aplicaciones entre otros conceptos sobre el Ciclo de Otto y al final se llegará a una conclusión.

Antecedentes Nicolaus August Otto nació el 19 de julio de 1832 en Holzhausen, localidad situada en la región alemana de Taunus. Viajante de comercio para varias firmas de alimentación, Otto se aficionó a la mecánica tras conocer los motores Lenoir, que funcionaban con gas, y sus aplicaciones.

Desarrollo del tema Un ciclo Otto ideal modela el comportamiento de un motor de explosión. Este ciclo está formado por seis pasos, según se indica en la figura. Pruebe que el rendimiento de este ciclo viene dado por la expresión.

Desarrollo del tema Siendo R = VA / VB la razón de compresión igual al cociente entre el volumen al inicio del ciclo de compresión y al final de él. Para ello, halle el rendimiento a partir del calor que entra en el sistema y el que sale de él; exprese el resultado en términos de las temperaturas en los vértices del ciclo y, con ayuda de la ley de Poisson, relacione este resultado con los volúmenes VA y VB.

Desarrollo del tema Un ciclo Otto ideal es una aproximación teórica al comportamiento de un motor de explosión. Las fases de operación de este motor son las siguientes: Admisión (1): El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de mezcla (aire + combustible) en la cámara. Esto se modela como una expansión a presión constante (ya que al estar la válvula abierta la presión es igual a la exterior). En el diagrama PV aparece como la línea recta E→A.

Desarrollo del tema Un ciclo Otto ideal es una aproximación teórica al comportamiento de un motor de explosión. Las fases de operación de este motor son las siguientes: Compresión (2): El pistón sube comprimiendo la mezcla. Dada la velocidad del proceso se supone que la mezcla no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es adiabático. Se modela como la curva adiabática reversible A→B.

Desarrollo del tema Combustión: Con el pistón en su punto más alto, salta la chispa de la bujía. El calor generado en la combustión calienta bruscamente el aire, que incrementa su temperatura a volumen prácticamente constante (ya que al pistón no le ha dado tiempo a bajar). Esto se representa por una isocorra B→C.

Desarrollo del tema Expansión (3): La alta temperatura del gas empuja al pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él. De nuevo, por ser un proceso muy rápido se aproxima por una curva adiabática reversible C→D.

Desarrollo del tema Escape (4): Se abre la válvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistón a una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fría en la siguiente admisión. El sistema es realmente abierto, pues intercambia masa con el exterior. Cuando el pistón está en su punto más bajo, el volumen permanece aproximadamente constante y tenemos la isocorra D→A. Cuando el pistón empuja el aire hacia el exterior, con la válvula abierta, empleamos la isobara A→E, cerrando el ciclo.

Desarrollo del tema

Desarrollo del tema Los motores nafteros a cuatro tiempos se denominaban genéricamente Otto en honor a su inventor. Se basan en la existencia de cuatro movimientos en el funcionamiento del motor: admisión, compresión y explosión de la mezcla, y expulsión de los gases quemados. Ideado para combustibles ligeros, capaces de vaporizarse, se trata de motores de chispa, es decir, que necesitaban la ayuda de una chispa para iniciar la combustión.

Conclusiones Se expuso los puntos clave del funcionamiento del Ciclo de Otto, el funcionamiento de un motor de cuatro tiempos, que fue creado en función de una aproximación teórica al comportamiento de un motor de explosión, y se explicó en que consiste cada paso.

Referencias bibliográficas (1)ANONIMO. (21 de junio de 2016). COCHESMITICOS.COM. Obtenido de COCHESMITICOS.COM: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:http://cochesmiticos.com/el-motor-otto-historia/&gws_rd=cr&ei=FuZpV5PqJ46iyQK60J-wCw (2)anonimo. (21 de junio de 2016). laplace.us.es. Obtenido de laplace.us.es: http://laplace.us.es/wiki/index.php/Ciclo_Otto#Descripci.C3.B3n_del_ciclo https://www.google.com.mx/search?q=combustion&espv=2&biw=1366&bih=623&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwj0jv_qwbrNAhVcE1IKHWXiDYEQ_AUIBigB#tbm=isch&q=motor+de+4+tiempos

Preguntas de repaso ¿En qué año nació Nikalous August Otto? R: 19 de julio de 1932. ¿Para que fue ideado el motor naftero a cuatro tiempos? R: para combustibles ligeros. ¿Cuáles son los seis pasos del ciclo Otto ideal? R: Combustión, expansión, compresión, admisión, escape, adiabático. ¿Qué ley nos ayuda a relacionar los términos de las temperaturas con los volúmenes? R: ley de Poisson.

Preguntas de repaso En que consiste la fase de Admisión? R: El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de mezcla (aire + combustible) en la cámara. Como sucede la fase de Expansión? R: La alta temperatura del gas empuja al pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él.