Engineering
Distribución de máquina de vapor
Abre el regulador de una máquina horizontal alimentada con aire a 6 bar y mira cómo la corredera plana se adelanta al pistón: el solape y el ángulo de avance de la excéntrica se resuelven para que la lumbrera de vapor abra el avance en el punto muerto y cierre a la admisión elegida, exactamente acos(1 − 2c) de ángulo de manivela. Acorta la admisión y el aire se expande en el cilindro, menos aire por julio de trabajo pero menos trabajo por ciclo; carga el freno hasta que la presión media indicada no lo soporte y la máquina se pare; pon la manivela en el punto muerto y no arranca. La entalpía aportada se contabiliza contra escape, pared, energía del gas y trabajo indicado, el trabajo indicado contra volante, fricción y freno.
Qué ocurre
Una máquina horizontal de taller de 100 mm de diámetro y 150 mm de carrera gira con aire a 6 bar para que la distribución se vea sin condensación. Una corredera en D sobre una excéntrica de 20 mm de carrera admite aire en cada extremo del cilindro de doble efecto y lo escapa del otro; el solape y el ángulo de avance se resuelven por bisección para que la lumbrera abra un avance de 1 mm en el punto muerto y cierre a la admisión elegida. Cada cámara tiene caudal compresible por sus lumbreras en ambos sentidos e intercambia calor con la pared; el volante de 3,2 kg·m² lleva la manivela por los puntos muertos contra fricción y freno. RK4 a 20 µs; la entalpía aportada iguala escape, pared, energía del gas y trabajo indicado, y el trabajo indicado iguala volante, fricción y freno, ambos salvo redondeo.
Qué probar
Lee el ángulo de admisión contra acos(1 − 2c); acorta la admisión y compara trabajo por ciclo y aire por julio; carga el freno hasta pararla; arranca en el punto muerto y no se mueve.
El modelo y sus límites
Aire como gas ideal en lugar de vapor, temperatura de pared concentrada, corredera sin fuga ni geometría de vástago, sin condensación ni espacios nocivos más allá de una fracción fija. Los valores del indicador son los de esta máquina de aire.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones x_v = e·cos(θ − δ), cos δ = (l + L)/e, θ_c = acos(1 − 2c) A_s = w·max(0, x_v − l), A_e = w·max(0, −x_v) J·dω/dt = (p_h − p_c)·A·dx/dθ − T_f·sgn ω − T_b·sgn ω − c·ω MEP = W_cycle/(2V_s), H_in = ΔU + W_i + H_out + Q_wall
