ciclo de potencia de gas

Ciclos de potencia de gas
Los ciclos de potencia de gas o dispositivos cíclicos generadores de potencia revisten de gran importancia en el estudio de la termodinámica ya que varios sistemas y maquinas se basan en su funcionamiento.
Los modernos motores automotrices, camiones, barcos, turbinas de gas son ejemplo de aplicaciones extremadamente útiles de estos procesos.
Los motores endotérmicosson maquinas motrices cíclicas en las que la energía interna que posee un fluido (vapor, gas) se transforma parcialmente en energía mecánica, dicho fluido es el medio al que se le proporciona o sustrae en adecuados puntos del ciclo operativo.
En este trabajo se hará un breve análisis de los ciclos que rigen a los motores endotérmicos o de combustión interna, así como los que rigen a las turbinasde gas. Se analizara el ciclo de Otto, ciclo Diesel, Stirling y Ericsson y por último al ciclo Brayton.
CICLO DE OTTO.
Este también es llamado ciclo de encendido por chispa, en este el proceso se realiza a volumen constante.
Este ciclo es de interés ya que da el análisis del comportamiento de los motores por ignición de chispa. El ciclo Otto puede ser de 2 o de 4 tiempos.
Un ciclo de Otto de 4tiempos se compone de 4 procesos internamente reversibles, además de una carrera de alimentación y una de expulsión en el ciclo.
El ciclo teórico consta de una transformación adiabática (1-2) (compresión), una isocórica (2-3)(combustión), una segunda transformación adiabática(3-4)(expansión) y finalmente una segunda transformación isocórica (4-1)(enfriamiento).
El trabajo requerido paraexpulsar la carga del cilindro tiene la misma magnitud, pero de signo contrario, que el requerido para absorber la nueva carga por tanto estas dos partes del ciclo teórico no afectan el trabajo neto desarrollado.
Los parámetros principales que gobiernan la eficiencia térmica de un ciclo Otto son la relación de compresión y la relación de capacidades térmicas específicas. El valor de la eficienciatérmica aumenta al aumentar la relación de compresión, desde el punto de vista practico est  limitado por la ocurrencia de la preignición cuando la relación se eleva por encima de 10, para los hidrocarburos comunes la eficiencia térmica aumenta al incrementar el cociente de las capacidades térmicas específicas. , Para tener en cuenta que las capacidades térmicas específicas son variables la eficiencia sedebe determinar mediante la relación
n = 1- (u4 - u1)/ (u3 - u2)
Las temperaturas de los estados 2 y 4 se calculan con las relaciones isoentropicas
vr2 = vr1*(v2/v1) = vr1/r y vr4 = (v4/v3) = r*vr3
Vr es función solo de la temperatura
CICLO DIESEL.
Este se le conoce como ciclo de encendido por compresión y se realiza a presión constante.
El método utilizado aquí es en elevar la temperaturade la mezcla de combustible y aire por encima de su temperatura de ignición utilizando relaciones de compresión en el intervalo 14:1 a 24:1 y presiones de compresión de 400 a 700 lb./in2.
El ciclo que describe el comportamiento de este proceso es el ciclo Diesel, como el ciclo teórico es limitado solo se describirán sus características básicas.
Este ciclo se compone de 4 procesos internamentereversibles, este solo difiere del ciclo de Otto en la fase de combustión (2-3), prevista a presión constante. Mediante un ciclo de aire estándar basado en capacidades térmicas específicas constantes se puede hacer un análisis útil del ciclo Diesel. En esas condiciones, los calores de entrada y salida del ciclo est n dados por
q.ent = cp(t3 - t2) y q.sal = cv(t4 - t1)
En consecuencia
h .Diesel =cp(t3 - t2) - cv(t4 - t1)/ cp(t3 - t2)
= 1 - t4 - t1/k(t3 - t2)
El ciclo Diesel teórico es fundamentalmente función de la relación de compresión r, la relación de combustión rc y la relación de capacidades térmicas específicas k. La eficiencia de este es siempre menor a la de un ciclo Otto para la misma relación de compresión, si rc es mayor que la unidad.
En caso de tener que considerar...