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Valore di una cilindrata [aiuto su come calcolarla]
10237297
10237297 Inviato: 15 Lug 2010 19:09
Oggetto: Valore di una cilindrata [aiuto su come calcolarla]
 



Vi pongo un quesito, spero che qualcuno possa aiutarmi..
Si tratta semplicemente di trovare il valore di una cilindrata..

Voglio poter erogare una potenza di 100kw a 4000 giri/min; che cilindrata mi occorre??

Mi interessava sapere il ragionamento da fare, o comunque un procedimento/formula!
Ovviamente quei valori non influiscono ai fini del procedimento..

Grazie 0510_help.gif
 
10237345
10237345 Inviato: 15 Lug 2010 19:16
 

Dato che la potenza è influenzata da moltissimi parametri, penso che non si riesca a trovare la cilindrata dalla potenza a un tot di giri! aspetto gli esperti 0510_grattacapo.gif
 
10237353
10237353 Inviato: 15 Lug 2010 19:17
 
 
10237406
10237406 Inviato: 15 Lug 2010 19:27
 

impossibile con questi dati! perchè ci potrebbe essere un motore molto spinto con cilindrata minore e un motore "grezzo" con cilindrata maggiore
 
10237428
10237428 Inviato: 15 Lug 2010 19:29
 

manazz ha scritto:
qui se ne parla un pò... icon_wink.gif

icon_arrow.gif Cilindrata [come si calcola??]

So cos'è la cilindrata e cosa rappresenta..
Ma mi interessava questo caso particolare..

p.s. si può fare tranquillo.. Ma non riesco a capire come.. Ovviamente in via teorica, non devo sviluppare alcun motore icon_biggrin.gif
 
10237647
10237647 Inviato: 15 Lug 2010 20:07
 

Grossolanemente la potenza è la coppia per il numero di giri.

Dai tuoi dati puoi ricavare che coppia eroga il motore ed ipotizzando il braccio di leva della biella sapere che forza spinge il pistone e quanta benzina bruciare per ottenere tale forza.

Dal rapporto stechiometrico ricavi quanta aria e quindi che cilindrata potrebbe avere il tuo motore.

Puoi anche moltiplicare il tutto per un fattorre correttivo per le varie perdite e per riassumere tutti i fattori che non hai considerato.
 
10269159
10269159 Inviato: 21 Lug 2010 11:48
 

Direi che con i dati in tuo possesso si possono compiere delle prime stime grossolane, ma che possono già dare utili informazioni circa le scelte tecniche da compiere.
Per dare una risposta al tuo quesito, io passerei per il calcolo della PME di questo ipotetico motore, grandezza che permette di legare la coppia erogata alla cilindrata del propulsore. Visti i tuoi dati di partenza, certamente è utile conoscere la coppia erogata a quel numero di giri…

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…che con 100 kW, pari a 100000 W, e 4000 giri/minuto, pari a 418.88 rad/s, si ottiene…

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Ora, è necessario supporre quale PME avrà il tuo motore. Per questo prendiamo in considerazione un buon motore utilitario di un noto gruppo automobilistico italiano: le prestazioni erogate da questa unità di 1108 centimetri cubi sono 40 kW di potenza a 5000 giri/minuto ed una coppia massima di 90 Nm a 3000 giri/minuto. Considerando il punto motore di massima coppia erogata (e, quindi, di massimo rendimento volumetrico) tramite la relazione…

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…che con la coppia espressa in Nm, la cilindrata totale espressa in metri cubi ed epsilon pari a 1 per i motori a due tempi o pari a 2 per i motori quattro tempi restituisce…

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Non volendo per forza perseguire efficienze così elevate, supponiamo che questo ipotetico propulsore sia in grado di produrre lavoro per una PME pari a 9.0 bar. Utilizzando la relazione precedente opportunamente modificata…

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…si ottiene che, con una pressione media effettiva paria a 900000 Pa,…

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Un bel motore, non c’è dubbio. icon_smile.gif

Wide Open

Gianluca “BaNdit400”
 
10270513
10270513 Inviato: 21 Lug 2010 14:58
 

Grazie mille per questa trattazione!! icon_biggrin.gif

La seconda formula che hai usato mi era sconosciuta..
Era una domanda dell'esame di fisica tecnica.. Credo che la lode non te l'avrebbe tolta nessuno 0509_doppio_ok.gif

0510_saluto.gif
 
10272665
10272665 Inviato: 21 Lug 2010 20:52
 

La potenza erogata dipende dalla PME e quindi dal grado di sofisticazione del motore ,
ad esempio un motore di F1 arriva ad oltre 15 ,
un motore tipo fire ( fiat) arriva a 10,5

Un dimensionamento di massima per 100 kw ( 135 cv) a 4000 g/min :
A/C 85x120 x4 cilindri , 2722 cc , velocita media del pistone 16m/sec , PME 11.16 ,
diametro valvole asp 31 mm , 4 valvole per cilindro
 
10275340
10275340 Inviato: 22 Lug 2010 10:56
 

senza calcolare cilindri valvole e roba varia, si può calcolare semplicemente l'energia di cui si necessita per sviluppare 100kW

100kW sono 100.000 Watt e quindi equivalgono a 100.000 joule/secondo

il rendimento di un motore a benzina è di circa 0,35 quindi risaliamo alla energia che deve essere immessa in camera di combustione per avere la quantità che ci serve

100.000 /0,35 = 286.000 joule/secondo in camera di combustione

il potere calorifico inferiore della benzina è di 42 Mjoule per ogni kg, quindi per ogni grammo fornisce 42000 joule di energia.

a 4000 giri minuto in un 4 tempi avvengono 2000 cicli/minuto e quindi ogni secondo abbiamo 33.3 cicli completi.

ogni secondo a noi servono 286.000 joule e quindi andiamo a dividere questo valore per il numero di clicli che avvengono in un secondo.

286000 / 33.3= 8588 j/ciclo

dividiamo l'energia di ogni ciclo per quella fornita da un grammo di benzina e vediamo quanta benzina dobbiamo bruciare ogni ciclo.

8588/42000 = 0,204 grammi/ciclo

il rapporto stechiometrico ideale è di 14/1, quindi servono 0.204*14 grammi di aria per la combustione.
0,204*14= 2,86 grammi di aria

la densità dell'ariaa pressione atmosferica di 1 bar è di 1000 grammi per 1000 litri, quindi 2,86 grammi corrispondono a 2,86 litri.

la cilindrata è dunque 2860 cc, senza avere alcuna idea sulla dimensione delle valvole, del frazionamento e di nessun particolare costruttivo, sulla base di questo poi si dimensiona tutto.

è bello vedere che i risultati alla fine sono quasi equivalenti, sia con analisi energetiche, che con le formule meccaniche più tecniche.
 
10276536
10276536 Inviato: 22 Lug 2010 13:38
 

libertys94 ha scritto:
impossibile con questi dati! perchè ci potrebbe essere un motore molto spinto con cilindrata minore e un motore "grezzo" con cilindrata maggiore


questo che dici è vero per quello che riguarda il rapporto di compressione, ma con un dato regime di giri e un dato valore di potenza il volume di aria in grado di soddisfare questi parametri è verosimilmente limitato entro un raqnge abbastanza piccolo.

i fattori che potrebbero variare la cilindrata dal valore medio calcolato sono il rapporto di compressione, il potere calorifico inferiore del combustibile utilizzato (il tipo di combustibile) e il tipo di comburente.

se per assurdo mettessimo solo ossigeno puro nel motore la cilindrata si ridurrebbe a circa un terzo per avere la stessa potenza allo stesso numero di giri, ma è chiaro che in un calcolo di massima si parte da dei dati medi.

la pressione ambientale, la concentrazione di ossigeno nell'aria, il valore di rendmento medio di un motore, sono grandezze che rientrano in valori molto vicini fra loro e quindi assolutamente calcolabili nella loro media, come valori assoluti.
 
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