{"id":40711,"date":"2019-09-25T01:39:19","date_gmt":"2019-09-25T00:39:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-la-relacion-de-compresion-y-la-eficiencia-termica-definicion\/"},"modified":"2020-01-11T10:19:57","modified_gmt":"2020-01-11T09:19:57","slug":"que-es-la-relacion-de-compresion-y-la-eficiencia-termica-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-relacion-de-compresion-y-la-eficiencia-termica-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n y la eficiencia t\u00e9rmica? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">Cuando reescribimos la expresi\u00f3n de eficiencia t\u00e9rmica utilizando la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n, concluimos que la eficiencia t\u00e9rmica del ciclo Otto est\u00e1ndar de aire es una funci\u00f3n de la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n.\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Relaci\u00f3n de compresi\u00f3n &#8211; Motor Otto<\/h2>\n<p>La\u00a0<strong>relaci\u00f3n de compresi\u00f3n<\/strong>\u00a0,\u00a0<strong>CR<\/strong>\u00a0, se define como la relaci\u00f3n del volumen en el punto muerto inferior y el volumen en el punto muerto superior.\u00a0Es una caracter\u00edstica clave para muchos motores de combusti\u00f3n interna.\u00a0En la siguiente secci\u00f3n, se mostrar\u00e1 que la\u00a0<strong>relaci\u00f3n de compresi\u00f3n<\/strong>\u00a0determina la\u00a0<strong>eficiencia t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0del ciclo termodin\u00e1mico usado del motor de combusti\u00f3n.\u00a0En general, se desea tener una alta relaci\u00f3n de compresi\u00f3n, ya que permite que un motor alcance una mayor eficiencia t\u00e9rmica.<\/p>\n<p>Por ejemplo, supongamos un ciclo Otto con una relaci\u00f3n de compresi\u00f3n de CR = 10: 1. El volumen de la c\u00e1mara es de 500 cm\u00b3 = 500 \u00d7 10\u00a0<sup>-6<\/sup>\u00a0m\u00a0<sup>3<\/sup>\u00a0(0.5l) antes de la carrera de compresi\u00f3n.\u00a0Para este motor\u00a0<strong>un<\/strong>\u00a0ll requiere vol\u00famenes son conocidos:<\/p>\n<ul>\n<li>V\u00a0<sub>1<\/sub>\u00a0= V\u00a0<sub>4<\/sub>\u00a0= V\u00a0<sub>m\u00e1x<\/sub>\u00a0= 500 \u00d7 10\u00a0<sup>-6<\/sup>\u00a0m\u00a0<sup>3<\/sup>\u00a0(0.5l)<\/li>\n<li>V\u00a0<sub>2<\/sub>\u00a0= V\u00a0<sub>3<\/sub>\u00a0= V\u00a0<sub>min<\/sub>\u00a0= V\u00a0<sub>max<\/sub>\u00a0\/ CR = 55,56 \u00d7 10\u00a0<sup>-6<\/sup>\u00a0m\u00a0<sup>3<\/sup><\/li>\n<\/ul>\n<p>Tenga en cuenta que (V\u00a0<sub>max<\/sub>\u00a0&#8211; V\u00a0<sub>min<\/sub>\u00a0) x n\u00famero de cilindros = desplazamiento total del motor.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2>Eficiencia t\u00e9rmica para el ciclo Otto<\/h2>\n<p>En general, la\u00a0<a title=\"Thermal Efficiency\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-eficiencia-termica-definicion\/\"><strong>eficiencia t\u00e9rmica<\/strong><\/a><a title=\"Thermal Efficiency\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-eficiencia-termica-definicion\/\">\u00a0,\u00a0<\/a><a title=\"Thermal Efficiency\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-eficiencia-termica-definicion\/\"><strong><em>\u03b7\u00a0<\/em><\/strong><\/a><a title=\"Thermal Efficiency\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-eficiencia-termica-definicion\/\"><strong><em><sub>\u00ba<\/sub><\/em><\/strong><\/a>\u00a0, de cualquier motor de calor se define como la relaci\u00f3n de la\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-trabajo-en-termodinamica-definicion\/\">obra<\/a>\u00a0lo hace,\u00a0<strong>W<\/strong>\u00a0, para el\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-calor-en-la-fisica-calor-definicion\/\">calor<\/a>\u00a0de entrada a la alta temperatura, Q\u00a0<sub>H<\/sub>\u00a0.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-16945 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\" alt=\"f\u00f3rmula de eficiencia t\u00e9rmica - 1\" width=\"125\" height=\"82\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\" \/><\/a><\/p>\n<p>La\u00a0<strong>eficiencia t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0,\u00a0<strong><em>\u03b7\u00a0<\/em><\/strong><strong><em><sub>th<\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, representa la fracci\u00f3n de\u00a0<strong>calor<\/strong>\u00a0,\u00a0<strong>Q\u00a0<\/strong><strong><sub>H<\/sub><\/strong>\u00a0, que se convierte\u00a0<strong>en trabajo<\/strong>\u00a0.\u00a0Dado que la energ\u00eda se conserva de acuerdo con la\u00a0<a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-primera-ley-de-la-termodinamica-definicion\/\"><strong>primera ley de la termodin\u00e1mica<\/strong><\/a>\u00a0y la energ\u00eda no se puede convertir en trabajo por completo, la entrada de calor, Q\u00a0<sub>H<\/sub>\u00a0, debe ser igual al trabajo realizado, W, m\u00e1s el calor que se debe disipar como\u00a0<strong>calor residual Q\u00a0<\/strong><strong><sub>C<\/sub><\/strong>\u00a0en el ambiente.\u00a0Por lo tanto, podemos reescribir la f\u00f3rmula para la eficiencia t\u00e9rmica como:<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-16944 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2.png\" alt=\"f\u00f3rmula de eficiencia t\u00e9rmica - 2\" width=\"352\" height=\"83\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2.png\" \/><\/a><\/p>\n<p>El calor absorbido ocurre durante la combusti\u00f3n de la mezcla de combustible y aire, cuando se produce la chispa, aproximadamente a un volumen constante.\u00a0Dado que durante un\u00a0<a title=\"Proceso isoc\u00f3rico - Proceso isom\u00e9trico\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-el-proceso-isocorico-proceso-isometrico-definicion\/\">proceso isocr\u00f3rico<\/a>\u00a0no hay trabajo realizado por o sobre el sistema, la\u00a0<strong>primera ley de la termodin\u00e1mica<\/strong>\u00a0dicta\u00a0<em>\u2206U = \u2206Q.\u00a0<\/em>Por lo tanto, el calor agregado y rechazado est\u00e1n dados por:<\/p>\n<p><strong><span>Q\u00a0<\/span><sub><span>add<\/span><\/sub><span>\u00a0= mc\u00a0<\/span><sub><span>v<\/span><\/sub><span>\u00a0(T\u00a0<\/span><sub><span>3<\/span><\/sub><span>\u00a0&#8211; T\u00a0<\/span><sub><span>2<\/span><\/sub><span>\u00a0)<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>Q\u00a0<\/span><sub><span>out<\/span><\/sub><span>\u00a0= mc\u00a0<\/span><sub><span>v<\/span><\/sub><span>\u00a0(T\u00a0<\/span><sub><span>4<\/span><\/sub><span>\u00a0&#8211; T\u00a0<\/span><sub><span>1<\/span><\/sub><span>\u00a0)<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Sustituyendo estas expresiones por el calor agregado y rechazado en la expresi\u00f3n por rendimientos de eficiencia t\u00e9rmica:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Otto-cycle-efficiency-equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-17557 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Otto-cycle-efficiency-equation.png\" alt=\"Ciclo Otto - eficiencia - ecuaci\u00f3n\" width=\"193\" height=\"65\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Otto-cycle-efficiency-equation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Podemos simplificar la expresi\u00f3n anterior usando el hecho de que los procesos\u00a0<\/span><strong><span>1 \u2192 2<\/span><\/strong><span>\u00a0y de\u00a0<\/span><strong><span>3 \u2192 4<\/span><\/strong><span>\u00a0son adiab\u00e1ticos y para un proceso adiab\u00e1tico la siguiente f\u00f3rmula p, V, T es v\u00e1lida:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/adiabatic-process-formula.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-17558 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/adiabatic-process-formula.png\" alt=\"proceso adiab\u00e1tico - f\u00f3rmula\" width=\"154\" height=\"84\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/adiabatic-process-formula.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Se puede derivar que:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/adiabatic-process-formula2.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-17559 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/adiabatic-process-formula2.png\" alt=\"proceso adiab\u00e1tico - f\u00f3rmula2\" width=\"193\" height=\"77\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/adiabatic-process-formula2.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>En esta ecuaci\u00f3n, la\u00a0<\/span><strong><span>relaci\u00f3n V\u00a0<\/span><sub><span>1<\/span><\/sub><span>\u00a0\/ V\u00a0<\/span><sub><span>2<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0se conoce como la\u00a0<\/span><strong><span>relaci\u00f3n de compresi\u00f3n, CR<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Cuando reescribimos la expresi\u00f3n de eficiencia t\u00e9rmica usando la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n, concluimos que la\u00a0eficiencia t\u00e9rmica del\u00a0<\/span><strong><span>ciclo Otto est\u00e1ndar de aire<\/span><\/strong><span>\u00a0es una funci\u00f3n de la\u00a0<\/span><strong><span>relaci\u00f3n<\/span><\/strong><span>\u00a0de\u00a0<strong>compresi\u00f3n<\/strong>\u00a0y\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>\u03ba = c\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>p<\/span><\/sub><\/strong><strong><span>\u00a0\/ c\u00a0<\/span><\/strong><strong><sub><span>v<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-Otto-Cycle-Compression-ratio.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-17560 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-Otto-Cycle-Compression-ratio.png\" alt=\"eficiencia t\u00e9rmica - Ciclo Otto - Relaci\u00f3n de compresi\u00f3n\" width=\"570\" height=\"80\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-Otto-Cycle-Compression-ratio.png\" \/><\/a><\/p>\n<figure id=\"attachment_17561\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-17561\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-Otto-Cycle-Engine.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-17561 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-Otto-Cycle-Engine-300x256.png\" alt=\"eficiencia t\u00e9rmica - Otto Cycle - Motor\" width=\"300\" height=\"256\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-Otto-Cycle-Engine-300x256.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-17561\" class=\"wp-caption-text\"><span>Eficiencia t\u00e9rmica para el ciclo Otto &#8211; \u03ba = 1.4<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Es una conclusi\u00f3n muy \u00fatil, porque es deseable lograr una\u00a0<\/span><strong><span>alta relaci\u00f3n de compresi\u00f3n<\/span><\/strong><span>\u00a0para extraer m\u00e1s energ\u00eda mec\u00e1nica de una masa dada de mezcla aire-combustible.\u00a0Una relaci\u00f3n de compresi\u00f3n m\u00e1s alta permite alcanzar la misma temperatura de combusti\u00f3n con menos combustible, al tiempo que proporciona un ciclo de expansi\u00f3n m\u00e1s largo.\u00a0Esto crea m\u00e1s potencia mec\u00e1nica y\u00a0<\/span><strong><span>reduce la temperatura de escape<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Disminuir la temperatura de escape provoca la disminuci\u00f3n de la energ\u00eda rechazada a la atm\u00f3sfera.\u00a0Esta relaci\u00f3n se muestra en la figura para \u03ba = 1.4, que representa el aire ambiente.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Este art\u00edculo se basa en la traducci\u00f3n autom\u00e1tica del art\u00edculo original en ingl\u00e9s. Para m\u00e1s informaci\u00f3n vea el art\u00edculo en ingl\u00e9s. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducci\u00f3n, env\u00edela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducci\u00f3n en l\u00ednea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducci\u00f3n lo antes posible. Gracias.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Cuando reescribimos la expresi\u00f3n de eficiencia t\u00e9rmica utilizando la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n, concluimos que la eficiencia t\u00e9rmica del ciclo Otto est\u00e1ndar de aire es una funci\u00f3n de la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n.\u00a0Ingenieria termal Relaci\u00f3n de compresi\u00f3n &#8211; Motor Otto La\u00a0relaci\u00f3n de compresi\u00f3n\u00a0,\u00a0CR\u00a0, se define como la relaci\u00f3n del volumen en el punto muerto inferior y el &#8230; <a title=\"\u00bfQu\u00e9 es la relaci\u00f3n de compresi\u00f3n y la eficiencia t\u00e9rmica? 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