Ejercicio 06: Sistema de refrigeración automotriz
Un ingeniero automotriz está diseñando un sistema de refrigeración para un motor de combustión interna. El sistema utiliza agua como refrigerante, y el objetivo es evitar la formación de vapor en las zonas críticas del motor para prevenir el sobrecalentamiento y daños en el motor. El sistema de refrigeración opera a una presión de 1.5 atm. Durante el funcionamiento del motor y el agua en el sistema alcanza una temperatura de 110°C.
Pregunta 1:
- Determina la presión de saturación del agua a 110°C. ¿Esta presión es mayor o menor que la presión de operación del sistema?
Pregunta 2:
- Con base en la presión de saturación calculada, ¿Se formará vapor en el sistema de refrigeración a 110°C y 1.5 atm? Justifica tu respuesta.
Pregunta 3:
- Que fenomenos ocurririan si el sistema de enfriamiento llega a presentar un flujo bifasico (agua + vapor) dentro del motor de combustión.
Respuesta 1: Psat = 143.27Kpa < Poperación
Respuesta 2: No porque la Psat es menor a la Psistema, por lo tanto, el agua no alcanza a evaporarse.
Respuesta 3: Reducción de la capacidad de enfriamiento, formación de bolsas de vapor, aumento de la presión interna, daño a componentes del motor, cavitación de la bomba de agua.
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Pregunta 1- Psat a 11 0°C=143.27kPa, esta presión es menor a la presión de operación del sistema
Pregunta 2-No se formará vapor por qué la presión del sistema es mayor a la de saturación
Pregunta 3-La presencia de un flujo bifásico en el sistema de enfriamiento de un motor de combustión puede llevar a un enfriamiento ineficaz, daño en los componentes y, en el peor de los casos, fallas catastróficas del motor.
1._ Presión de saturación= 143.27 kpas a 110°
2._No hay cambio ya que la Presión del sistema es mayor a la de saturacion
3._sobre calentamiento y cavitación en el sistema
143.27 kPa a 110 C por lo que la presión es menor que la de operación del sistema.
No habrá un cambio de fase debido a que la presión de saturación es menor que la del sistema.
Aumento de presión, sobrecalentamiento, posibles daños al motor y cavitación.
1 Es menor ya que es 143.27
2 No se genera vapor, puesto que la presión de saturación es menor que la del sistema
3 Se sobre calienta
1.- Psat a 110°C= 143.27Kpas
2.- No, debido a que Psat debería ser > Poperacion para generar vapor
3.- Al presentar un flujo bifasico podrían surgir diversos problemas como la disminución de la capacidad de enfriamiento, perdida de refrigerante, corrosión en los ductos internos del refrigerante, entre otros.
La presión de saturación del agua a 110°C es 143.27 kPa por lo que es menor a la presión de operación del sistema.
No se formará vapor debido a que la presión de saturación del agua a 110°C no rebasa la presión de operación del sistema.
Ocurriría perdida de eficiencia de enfriamiento, cavitacion en la bomba de agua y sobrecalentamiento del motor
1) La presión de saturación es de 143.27 kPa, por lo tanto la presión del sistema es mayor a la de saturación
2)No se crea vapor porque la presión de saturación es menor a la del sistema
3) La presencia de un flujo bifásico en el sistema de enfriamiento de un motor de combustión interna puede llevar a una serie de problemas, incluyendo sobrecalentamiento, cavitación, y potencialmente daños severos al motor. Es crucial que el sistema de enfriamiento mantenga un flujo monofásico (agua líquida) para asegurar un enfriamiento eficiente y evitar fallos mecánicos.
https://chatgpt.com/share/6dac9c1a-1ee7-4ef5-bb18-42c69101aa6f
Es menor la presion de saturacion con respecto a la presion del sistema.
No, porque la presión dd operacion es mayor a la presión de saturación.
Se sobrecalentaria el motor, cavitación, provocando daños al motor.
Menor (143.27kPa)
No se formará
Disminución de la capacidad de enfriamiento, cavitacion, aumento de la presión del sistema, inestabilidad en el flujo
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1- 143.27 KPA a 110 grados
2- No se genera vapor pues al estar trabajando a una mayor presión la temperatura a superar para generar vapor de agua es mayor a 110 grados
3- Lo que hará es que no va a refrigerar el sistema de manera correcta pues al aumentar la presión genera un aumento de temperatura además de que en temas de fluidos habrá un menor flujo
143.27 kPa
Esta presión es menor que la de operación del sistema.
No habrá un cambio de fase debido a que la presión de saturación es menor que la del sistema.
Aumento de presión, sobrecalentamiento y cavitación.
Pregunta
Tagua = 110 C
Psaturación = 143.27 (menor que la de Psistema)
Pregunta
No porque la presión del sistema es mayor que la presión de saturación.
Pregunta
-Sobre calentamiento
-cavitation
1.- 143.27 kPas
2.- No, debido a que la presión del sistema es mayor a la presión de saturación
3.- Habría sobrecalentamiento y cavitacion en el sistema
1.- Psat a 110° = 143.27 kPas
2.- No debido a que la presion de saturacion sera menor a la de operacion.
3.- Habria la psoibilidad de que el motor no se refrigere de manera correcta generando sobrecalentamiento, ademas de que podria haber daños al motor.
1: 143.27 kpa, es menor a la del sistema.
2: No se forma por qué la presentación de saturación es menor que la presentación del sistema.
3: Cavitacion, incremento de presión y temperatura, disminución en la eficiencia del motor.
143.27 la presión es mayor
2.No porque tendría que ser mayor a la presión del sistema
Sobrecalentamiento
Cavitación
La presión de saturación es de 143.27 KPa y es menor que la presión del sistema de 151.9 KPa
No se forma porque la presión de saturación es menor a la del sistema
Sobrecalentamiento del motor, cavitación, aumento de presión que genera fugas
143.27
No genera vapor porque la presión de saturación es menor a la prestación del sistema.
Sobrecalentamiento del motor y cavitacion.
La presión de saturación del agua a 110° C es 143.27 kPa y es menor a la presión de operación qué es 151.995 kPa.
No se forma vapor porque la presión de saturación del agua a 110° C no sobrepasa la presión de operación.
Si en el sistema de enfriamiento de un motor se forma un flujo bifásico (agua + vapor), pueden ocurrir fenómenos como reducción de la capacidad de enfriamiento, sobrecalentamiento localizado, cavitación que daña componentes, aumento de presión que provoca fugas, y flujo inestable que causa vibraciones, afectando así la eficiencia y durabilidad del motor.
143.27 kPa
No, ya que la presión de saturación es menor a la del sistema.
Sobrecalentamiento del motor y cavitación.
1.-R= 143.27 Kpas, esta presión es menor a la presión de operación del sistema.
2.-R= No genera vapor, porque es menor la presión de saturación a la presión del sistema.
3.-R= El motor sufre sobrecalentamiento, cavitacion, la bomba del anticongelante se daña.
Pregunta 1) presión de saturación= 143.27kpa
Pregunta 2) se queda como líquido porque la presión de saturación es menor que la presión del sistema
Pregunta 3) sobrecalentamiento, cavitación, aumento de presión y desestabilización de la combustión.
Pregunta 1: La presión del sistema es mayor a la presión de saturación.
Pregunta 2: Debido a que la presión del sistema es mayor, no existe la evaporación
Pregunta 3: Sobrecalentamineto, aumento de presión y cavitación.
¿Esta presión es mayor o menor que la presión de operación del sistema? Es menor, pero se encuentra en el limite de trabajo
Se formará vapor en el sistema de refrigeración a 110°C y 1.5 atm? No. ya que esta por debajo de la presion de trabajo del sistema.
Pregunta 3:
Daños al motor, sobre calentamiento, reduccion de eficiencia.
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La presión de saturaron es de 1.41 atmpor lo tanto es menor que la presión de operación del sistema
No se formará vapor porque esta por debajo del 1.5 atm qué ahí es la transformación
El motor sufriría de sobrecalentamiento y asu vez también de cavitacion
P(sat) = 143.27kPas a 110°C
No, porque la presión de saturacion es menor a la presión del sistema.
Si el sistema de enfriamiento de un motor de combustión interna presenta un flujo bifásico (agua + vapor), pueden ocurrir varios fenómenos problemáticos:
Pérdida de Eficiencia en la Transferencia de Calor: El vapor tiene una menor capacidad de transferencia de calor en comparación con el agua líquida. Esto puede reducir la eficiencia del sistema de enfriamiento, provocando un aumento de la temperatura del motor.
Sobrecalentamiento Localizado: La presencia de burbujas de vapor puede causar puntos calientes en el motor debido a una distribución desigual del enfriamiento. Esto puede dañar componentes sensibles, como la cabeza del cilindro o las válvulas.
Cavitación en la Bomba de Agua: La formación de vapor puede provocar cavitación, donde se forman burbujas de vapor en la bomba de agua. La cavitación puede dañar la bomba y reducir su capacidad para mantener un flujo adecuado de refrigerante.
Aumento de la Presión en el Sistema de Enfriamiento: El vapor ocupa más volumen que el agua líquida, lo que puede aumentar la presión dentro del sistema de enfriamiento. Si la presión supera los límites de diseño, esto podría causar fallas en los componentes, como rupturas en las mangueras o en el radiador.
Inestabilidad del Flujo: Un flujo bifásico puede ser inestable, lo que puede llevar a fluctuaciones en la temperatura y la presión del motor. Estas fluctuaciones pueden ser difíciles de controlar y pueden causar un rendimiento inconsistente del motor.
Estos fenómenos pueden llevar a un fallo del motor si no se corrigen a tiempo, por lo que es crucial mantener el sistema de enfriamiento en condiciones óptimas para evitar la formación de flujo bifásico.
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Pregunta 1: La Presión es de 143.27 kPa
Pregunta 2: No se formará vapor de agua a una temperatura de 110 C porque el sistema opera a una presión de 151.98 kPa y la presión del agua a esa misma temperatura es de 143.27 kPa. Por lo que la temperatura del líquido es menor a la del sistema.
Pregunta 3: Si se llega a presentar un fluido bifásico en el sistema entonces tendrá problemas de sobrecalentamiento ya que no habrá suficiente líquido para enfriar el sistema.
Es menor a la presión del sistema
No porque la presión de la operación del sistema es mayor a la presión del agua.
Reducción de la eficiencia de enfriamiento
Aumento de la presión interna
Cavitacion
Puntos calientes en el motor
1°- 143.27 K p es la presión de saturación de tabla y la de trabajo es de 151.98 k pa, por ende es menor a la presión de operación del sistema
2°- no se formará vapor debido a que la presión es 8.71 kpa menor y ahora que se genere, tendría que ser mayor
3 °-Se formará vapor con el agua que tenemos y tendremos sobrecalentamientos en el sistema y daños en el motor