Primaria ¿Afecta esto a la combustión de un hidrocarburo?

[DatAss]

Hola buenas, me acabo de registrar y no tengo pajotera idea de física pero tengo curiosidad para saber que facotres influyen en una combustión, más concretamente de un hidrocarburo y todo ello aplicado a un motor de combustión interna alternativo.

Imagino lo obvio, que que será el poder calorífico del combustible, la cantidad, relación combustible/aire, homogeneidad, la compresión, pero vamos que ni idea de lo demás, habrá que haber una fórmula jejej.


Mi curiosidad viene a partir de esto: (os adjunto unos paints por si no me explico bien)

Tengo en 2 motores Otto de mismas medidas: diámetro del cilindro, carrera, relación de compresión y demás igual y les proporciono exactamente la misma cantidad de aire y gasolina (en proporción 14'7/1 por ejemplo). Y me preguntaba yo si cuando esa combustión se realice, cual transmitirá de mejor forma la fuerza al pistón (más par motor entonces), si la forma de la cámara de combustión es distinta, pero exactamente el mismo volumen:



A mi me da la sensación que según como se aplique esa fuerza la cosa variará, aunque quizás muy poco
Otra cosa también me interesa es cuál es la tª idónea para que por ejemplo la gasolina se mezcle a la perfección con el aire.

Tendrá mucha más importancia la masa del pistón-biela-cigueñal, la fricción y muchas más cosas que esto, que quizás es despreciable...


Venga chavales terminad de pasar un buen Agosto!

[visitante20160513]

Re: ¿Afecta esto a la combustión de un hidrocarburo?

Pues probablemente un fabricante de motores de formula I tenga esa información, aunque no creo que la consigas en esta web. Las preguntas que haces son muy difíciles de contestar utilizando la teoría, sería necesario primero fabricar los motores siguiendo tus instrucciones y después someterlos a prueba.

Salu2, Jabato.

[Richard R Richard]

Re: ¿Afecta esto a la combustión de un hidrocarburo?

Imagino lo obvio, que que será el poder calorífico del combustible, la cantidad, relación combustible/aire, homogeneidad, la compresión, pero vamos que ni idea de lo demás, habrá que haber una fórmula jejej.....
Tengo en 2 motores Otto de mismas medidas: diámetro del cilindro, carrera, relación de compresión y demás igual y les proporciono exactamente la misma cantidad de aire y gasolina (en proporción 14'7/1 por ejemplo). Y me preguntaba yo si cuando esa combustión se realice, cual transmitirá de mejor forma la fuerza al pistón (más par motor entonces), si la forma de la cámara de combustión es distinta, pero exactamente el mismo volumen:

Teniendo en cuanta todo lo que has expuesto, y solo como variable de la cámara de combustión, te comento como se podría optimizar el rendimiento de la energía obtenida en la explosión.
Primero debes saber que la fuerza que llega a la biela es debida a la presión del aire, $F\cong P . A$ que expande su volumen por aumento de temperatura y al incremento de la cantidad de gases en la cámara debido a la transformación química debida la combustión. Así en el instante de la explosión, es interesante observar esta avanza dentro de la cámara produciendo una reacción en cadena. En efecto si usas la misma cantidad de combustible y aire, cuanto mayor el diámetro del pistón, menor sera tu carrera útil, si tienes menor carrera menor sera la inercia a vencer del sistema pistón-biela-cigüeñal, y podrás lograr mas Rpm, la desventaja es que a mayor diámetro la combustión total demanda mas tiempo que en una cámara de menor diámetro, en el incremento del tamaño del motor , (osea influye en el peso del auto) y el incremento de la fricción al aumentar el área del cilindro , siempre se debe buscar un equilibrio.

De las cuatro formas que propones la segunda es mejor que la primera debido a que la explosión llegara a toda la superficie del pistón en menor tiempo, la tercera es mejor que la cuarta por la misma razon anterior , luego entre la segunda y tercera, el exceso de comba en el pistón puede provocar vibraciones extra, pero una combinación de techo abovedado y concavidad del piston parecen ser las opciones mas utilizadas.

Otra cosa también me interesa es cuál es la tª idónea para que por ejemplo la gasolina se mezcle a la perfección con el aire.

Cuando intentas comprimir el aire este adquiere una temperatura mayor, si tiene mayor temperatura ocupa mas volumen y en el volumen de la cámara habrá menos oxigeno disponible para la combustión. Entonces es importante la atomización del combustible, y la temperatura del aire al ingreso de la cámara, ya que el combustible al atomizarse tomara fácilmente la temperatura del aire, es por ello que se usan los turbos para comprimir y un "intercooler" que le baja la temperatura al aire,y en los bi-turbo otro turbo lo comprime aún más para aumentar la masa de aire dentro de la cámara.

Tendrá mucha más importancia la masa del pistón-biela-cigueñal, la fricción y muchas más cosas que esto, que quizás es despreciable...

Todo depende del proyecto cuando quieres diseñar para competir, o para tener piezas faciles de fabricar, o para que economicen materiales,o cuando se busca economía de combustible o potencia bruta, o alta velocidad, o serenidad, las opciones pueden variar en preferencia.

[DatAss]

Re: ¿Afecta esto a la combustión de un hidrocarburo?

Vale me ha quedado todo muy claro, muchísimas gracias.