ciclo del vapor

CICLO DE VAPOR
Como introducción al tema de ciclos de vapor, es necesario tener presentes distintos aspectos tratados con anterioridad en termodinámica relacionados con el ciclo de Carnot debido a su utilización como ciclo de referencia para evaluar el desempeño de otros ciclos y en particular al ciclo de potencia de vapor Rankine, haciendo las comparaciones correspondientes para así lograrcaracterizar el funcionamiento de una maquina térmica bajo el esquema de los ciclo termodinámicos.
POTENCIA DE VAPOR DE CARNOT:
Existen diversos ciclos teóricos, compuesto por procesos internamente reversibles. Uno de ellos es el denominado Ciclo de Carnot, que puede funcionar como sistema cerrado o como sistema de flujo en régimen estacionario, el mismo está compuesto por dos procesosisotérmicos e internamente reversibles y dos procesos adiabáticos e internamente reversibles. Si en varias etapas del ciclo, el fluido de trabajo aparece en las fases líquida y vapor, el diagrama Ts del ciclo de vapor presentado en la, será análogo al ciclo de Carnot.
Este puede resumirse en la siguiente secuencia de procesos:

A la presión alta del estado 1 se comunica calor a presión constante(y a temperatura constante), hasta que el agua se encuentra como vapor saturado en el estado 2.
Una expansión adiabática e internamente reversible del fluido de trabajo en la turbina hasta que alcanza la temperatura inferior TB en el estado 3.
El vapor húmedo que sale de la turbina se condensa parcialmente a presión constante (y temperatura constante) hasta el estado 4, cediendo calor.
Secomprime isoentrópicamente vapor de agua húmedo, que se encuentra en el estado 4, hasta el estado 1 de líquido saturado.
Fig. 1.1a: diagrama de una maquina térmica de Carnot Fig. 1.1b: diagrama Ts del ciclo Carnot El rendimiento térmico del ciclo de Carnot, es el máximo posible bajo las condiciones a la cual este operando, pero algunos de estos procesos son inviable provocando seriasrestricciones para ser considerado útil en términos prácticos. Entre esos procesos se encuentra:
La compresión del fluido de trabajo en condiciones bifásicas como lo exige el proceso 4-1.
Para determinar la calidad en el estado 4, en necesario un control muy preciso del proceso de condensación.
El proceso de expansión en la turbina con vapor húmedo, provocarían la formación de gotas que impactarían aalta velocidad y presión en los alabes de la turbina provocando su erosión (destrucción del alabe).
El rendimiento del ciclo se ve afectado seriamente por la temperatura máxima T1, debido a las limitaciones dentro de las zonas de saturación disminuyendo el contenido energético del fluido de trabajo a medida que se incremente la temperatura.

POTENCIA DE GAS
Los ciclos de potencia de gas odispositivos 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.
Modernos motores automotrices, camiones, barcos, turbinas de gas son ejemplo de aplicaciones extremadamente útiles de estos procesos.
Los motores endotérmicos son maquinas motrices cíclicas en las que la energía interna queposee 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 turbinas de gas. Se analizara el ciclo de Otto, ciclo Diesel, Stirling yEricsson 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 4 tiempos se compone de 4 procesos internamente reversibles,...