En un motor de avión de pistón, ¿cuánto calor debe eliminar el enfriador de aceite?

Es bastante sencillo calcular el calor y la potencia generados por el proceso de combustión, dado el desplazamiento, las RPM y el caudal másico de combustible. De manera similar, la potencia agotada se puede calcular con conocimiento de EGT y conservación de masa. La diferencia se disipa en forma de calor, del enfriamiento por aire de los cilindros y del enfriador de aceite. Estoy buscando una relación aproximada entre el enfriador de aceite y la disipación de calor del cilindro.

Bienvenidos a Av.SE. ¡Interesante pregunta!

Respuestas (2)

De acuerdo con Fundamentals of Powerplants for Aircraft , citado en Mike Busch on Engines (capítulo 2), "Otras pérdidas térmicas" representan el 12,2 % de la energía del combustible:

  • Conducción al aire: 7,2%
  • Conducción al aceite: 1,6%
  • Radiación y miscelánea: 3,4%

Las otras dos áreas de pérdida son escape (51,6%) y mecánica (36,2%).

No sé cómo encajaría la "disipación de calor del cilindro" en esta clasificación (¿alguna combinación de conducción de aire y pérdidas por fricción?), Pero mirar solo las pérdidas por conducción da una proporción de aire a aceite de 4.5: 1.

Acordado. Me gustaría señalar que las 'pérdidas por fricción' no se traducen completamente en un aumento de la temperatura del ambiente. Se invierte algo de energía en el 'trabajo de destrucción' del inevitable desgaste del motor...
De 'Fundamentos del motor de combustión interna', por John Heywood: imgur.com/Mh5f9Cn
Interesante definir la energía mecánica como una "pérdida" ;)
@Sanchises: del mismo modo, el 75% de la energía de un turborreactor se desperdicia como calor :)
Estaba tratando de localizar esos datos para mi publicación, pero no pude. Esos números están bastante cerca de lo que siempre había entendido en ICE. Gracias por publicar.
@ymb1 Creo que la cifra es similar a la de otros ICE 35-40% de eficiencia térmica para turbinas de gas de aviación. Las centrales eléctricas de turbinas de gas de ciclo combinado a gran escala para la producción de electricidad lo han hecho incluso mejor, algunas incluso superando el 60 % de eficiencia térmica

Por lo general, en un motor alternativo enfriado por aire, de la cantidad total de energía química liberada durante la combustión, alrededor del 40-45% sale del tubo de escape como calor en los gases de escape, el 25-30% de esa energía se transfiere a la hélice a través del cigüeñal como energía mecánica, aproximadamente el 15-20 % sale del motor del aire frío que fluye a través de la cubierta sobre el bloque del motor, y el 5-10 % final se elimina a través del enfriador de aceite.

FUENTE: EL MOTOR DE LA AERONAVE Y SU FUNCIONAMIENTO - PWA 109702, pp 19 - Pratt & Whitney Aircraft Corporation, 1949.

Sabía que tenía esto en mi biblioteca en alguna parte.

Si echamos un vistazo a un avión, por ejemplo, un SR-22 en el despegue, el motor IO-540 consume alrededor de 25 gal/hr de 100LL y produce 310 BHP, o produce 8,3E8 julios de energía mecánica por hora. Con una densidad de energía química de 40MJ/kg para 100LL, esto significa que se suministran al motor alrededor de 2,6E9 julios de energía química cada hora, lo que nos da una eficiencia de alrededor del 31% en este ejemplo, y eso es lo que esperaríamos.

¿Tienes una fuente para esto? Parece bastante definitivo, pero podría usar alguna evidencia de apoyo.
donwvoted ya que la respuesta parece arrojar cifras aleatorias sin ningún cálculo ni referencias.
Esas cifras son muy típicas para los motores de combustión interna. Por lo general, solo lograrán alrededor de un 25-35% de eficiencia térmica (simplemente no puede evitar la Segunda Ley de la Termodinámica). Los motores de ciclo combinado más exóticos se acercan a eficiencias térmicas más altas, en torno al 50% más o menos, y eso es lo mejor que obtendrá. Sí, el resto de esa energía química solo sale del motor en calor.
Si echamos un vistazo a un avión, por ejemplo, un SR-22 en el despegue, el motor IO-540 consume alrededor de 25 gal/hr de 100LL y produce 310 BHP, o produce 8,3E8 julios de energía mecánica por hora. Con una densidad de energía química de 40MJ/kg para 100LL, esto significa que se suministran al motor alrededor de 2,6E9 julios de energía química cada hora, lo que nos da una eficiencia de alrededor del 31% en este ejemplo, y eso es lo que esperaríamos.
@ManuH gracias por dar una explicación clara del voto negativo. Mientras tanto, la respuesta se actualizó con fuentes. ¿Quizás este podría ser el momento de eliminar el voto negativo?
En un motor de avión de pistón, ¿cuánto calor debe eliminar el enfriador de aceite?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v