Engineering
Compresor de aire
Arranca un compresor monocilíndrico sobre un calderín de diez litros y mira subir el manómetro: cada carrera aspira aire por la lámina de admisión, lo comprime caliente y lo empuja por la lámina de descarga en cuanto el cilindro supera al calderín. La masa entregada por ciclo se reduce a medida que el calderín se llena, cerca de la fórmula de espacio muerto 1 − c ((p/p0)^(1/n) − 1); un espacio muerto mayor entrega menos. A la presión de consigna el presostato para el motor, el descargador vacía el cilindro y la máquina se detiene; abre el consumidor y el calderín se establece donde entrega y extracción se igualan. El trabajo del motor y la entalpía de admisión se contabilizan contra la energía interna del gas, el calor a la pared y al local y el aire entregado.
Qué ocurre
Un motor shunt mueve por correa un compresor de 80 mm; el mecanismo biela-manivela barre el cilindro, las láminas de admisión y descarga abren linealmente sobre 0,2 bar y dejan pasar caudal compresible según la función de Saint-Venant, el gas del cilindro intercambia calor con su pared y el calderín con el local, un consumidor extrae del calderín por un orificio, y un presostato para el motor en la consigna, tras lo cual un descargador vacía el cilindro. RK4 a 20 µs sobre ángulo, velocidad y las dos masas y temperaturas de gas, cada caudal, trabajo y calor contabilizado en los extremos del paso; la entrega por ciclo se lee contra la fórmula de espacio muerto.
Qué probar
Mira llenarse el calderín y reducirse la entrega por ciclo; compárala con la fórmula de espacio muerto; deja que el presostato pare el motor y el descargador vacíe; luego abre el consumidor y encuentra la presión de equilibrio.
El modelo y sus límites
Gas ideal con capacidades constantes, láminas sin masa ni rebote, temperatura de pared concentrada, sin aceite ni fuga por segmentos, característica de motor recta. Los rendimientos son los de esta máquina idealizada.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones V(θ) = c·V_s + A·(2r − x(θ)), G = A·p_u·Ψ(p_d/p_u)/√(R·T_u) c_v·m·dT/dt = c_p·T_in·G_in − c_p·T·G_out − p·dV/dt + h·(T_w − T) − c_v·T·dm/dt J·dω/dt = T_s·(1 − ω/ω_0) + (p − p_0)·dV/dθ − T_f − c·ω η_v = 1 − c·((p_r/p_0)^(1/n) − 1)
