Ciclo Stirling
Páginas: 10 (2393 palabras)
Publicado: 13 de abril de 2011
INDICE:
1.-ciclo de Stirling.
2.-ciclo Otto o 4 tiempos.
3.-ciclo de diesel.
4.-ciclo de dual.
Catedrático.-Ing. Alfredo valles.
Materia: PROCESOS QUIMICOS INDUSTRIA
EL CICLO STIRLING
El ciclo teórico de Stirling consta de las 4 etapas: 2 transformaciones isocoras en las que el gas de trabajo pasa a través de un regenerador absorbiendo o cediendo calor, y 2 transformacionesisotermas, en las que el gas está en contacto con una fuente caliente o una fría, a Tc y a Tf respectivamente. El ciclo se muestra a continuación en un diagrama P-V. Veamos cada una de las etapas.
1-2: Compresión isoterma del gas a la temperatura inferior, Tf. Durante este proceso se cede al exterior una cantidad de calor, Qf, a la fuente fría.
2-3: Absorción de calor a volumen constante. Elgas absorbe del regenerador una cantidad de calor Qrg y aumenta su temperatura, lo que provoca un aumento de presión.
3-4: Expansión isoterma del gas a alta temperatura, Tc. Durante este proceso se absorbe una cantidad de calor Qc de la fuente caliente.
4-1: Cesión de una cantidad de calor Qrg al regenerador a volumen constante, disminuyendo la temperatura del fluido.
Un sistemaque realiza el ciclo Stirling está formado por un cilindro, un pistón de trabajo y un pistón de desplazamiento con un regenerador que divide al sistema en dos zonas, una zona caliente a Tc y una zona fría a Tf.
En la posición 1 todo el gas se encuentra contenido en la parte fría del cilindro a una temperatura Tf y ocupando el volumen máximo.
En está posición se ha producido la compresióndel gas hasta el volumen mínimo. Esta compresión se ha realizado a temperatura constante cediendo una cantidad Qf de calor a la zona fría.
El fluido ha atravesado el regenerador absorbiendo una cierta cantidad de calor Qrg que lo eleva hasta una temperatura Tc.
Se produce la expansión del gas hasta alcanzar el volumen máximo. Para ello se absorbe una cantidad de calor, Qc ,de la zona aalta temperatura. En el paso de la posición 3 a la 4 es donde se obtiene trabajo.
Después pasaremos de nuevo a la posición 1, atravesando otra vez el regenerador, pero esta vez el gas cederá una cantidad de calor, Qrg, al regenerador y rebajando su temperatura hasta Tf
CICLO OTTO O DE 4 TIEMPOS
El ciclo de un motor de combustión interno puede definirse como la serie completa deacontecimientos que ocurren antes de que vuelvan a repetirse.
El motor con ciclo de 4 tiempos necesita 4 movimientos de cada pistón, dos hacia arriba y dos hacia abajo (dos revoluciones completas del cigüeñal), para completar dicho siglo los tiempos, en el orden en que se reproducen se llaman :
•Admisión
•Compresión
•Explosión o carrera de fuerza
•Escape o descarga
PRIMER TIEMPO:ADMISIÓN
0º PMS
Admisión
270º 90º
180º PMI
La primera etapa del ciclo Otto, la de admisión, queda representada. Empieza cuando el pistón está colocado en la parte superior del cilindro. Con la válvula de escape cerrada y la admisión abierta, el pistón se mueve hacia abajo provocando la admisión al producirse un vació parcial en el interior del cilindro. La presión atmosférica, por sermayor que la que existe en el interior del cilindro, hace que entre aire por el carburador, donde se mezcla en proporciones adecuadas con el combustible.
Esta mezcla pasa por el tubo de admisión múltiple al interior del cilindro.
Cuando el piston llega al punto muerto inferior (PMI) la presión en el interior del cilindro sigue siendo algo menor que la presión atmosférica exterior y la mezclacontinua entrando en el cilindro. La válvula de admisión sigue abierta mientras que el pistón inicia el movimiento hacia arriba hasta que la posición de la leva hace que la válvula se cierre. La distancia que recorre el pistón hacia arriba hasta que cierra la válvula es realmente muy pequeña.
SEGUNDO TIEMPO: COMPRESIÓN
0º PMS
Compresión Admisión
270º 90º
180º PMI
La compresión...
1.-ciclo de Stirling.
2.-ciclo Otto o 4 tiempos.
3.-ciclo de diesel.
4.-ciclo de dual.
Catedrático.-Ing. Alfredo valles.
Materia: PROCESOS QUIMICOS INDUSTRIA
EL CICLO STIRLING
El ciclo teórico de Stirling consta de las 4 etapas: 2 transformaciones isocoras en las que el gas de trabajo pasa a través de un regenerador absorbiendo o cediendo calor, y 2 transformacionesisotermas, en las que el gas está en contacto con una fuente caliente o una fría, a Tc y a Tf respectivamente. El ciclo se muestra a continuación en un diagrama P-V. Veamos cada una de las etapas.
1-2: Compresión isoterma del gas a la temperatura inferior, Tf. Durante este proceso se cede al exterior una cantidad de calor, Qf, a la fuente fría.
2-3: Absorción de calor a volumen constante. Elgas absorbe del regenerador una cantidad de calor Qrg y aumenta su temperatura, lo que provoca un aumento de presión.
3-4: Expansión isoterma del gas a alta temperatura, Tc. Durante este proceso se absorbe una cantidad de calor Qc de la fuente caliente.
4-1: Cesión de una cantidad de calor Qrg al regenerador a volumen constante, disminuyendo la temperatura del fluido.
Un sistemaque realiza el ciclo Stirling está formado por un cilindro, un pistón de trabajo y un pistón de desplazamiento con un regenerador que divide al sistema en dos zonas, una zona caliente a Tc y una zona fría a Tf.
En la posición 1 todo el gas se encuentra contenido en la parte fría del cilindro a una temperatura Tf y ocupando el volumen máximo.
En está posición se ha producido la compresióndel gas hasta el volumen mínimo. Esta compresión se ha realizado a temperatura constante cediendo una cantidad Qf de calor a la zona fría.
El fluido ha atravesado el regenerador absorbiendo una cierta cantidad de calor Qrg que lo eleva hasta una temperatura Tc.
Se produce la expansión del gas hasta alcanzar el volumen máximo. Para ello se absorbe una cantidad de calor, Qc ,de la zona aalta temperatura. En el paso de la posición 3 a la 4 es donde se obtiene trabajo.
Después pasaremos de nuevo a la posición 1, atravesando otra vez el regenerador, pero esta vez el gas cederá una cantidad de calor, Qrg, al regenerador y rebajando su temperatura hasta Tf
CICLO OTTO O DE 4 TIEMPOS
El ciclo de un motor de combustión interno puede definirse como la serie completa deacontecimientos que ocurren antes de que vuelvan a repetirse.
El motor con ciclo de 4 tiempos necesita 4 movimientos de cada pistón, dos hacia arriba y dos hacia abajo (dos revoluciones completas del cigüeñal), para completar dicho siglo los tiempos, en el orden en que se reproducen se llaman :
•Admisión
•Compresión
•Explosión o carrera de fuerza
•Escape o descarga
PRIMER TIEMPO:ADMISIÓN
0º PMS
Admisión
270º 90º
180º PMI
La primera etapa del ciclo Otto, la de admisión, queda representada. Empieza cuando el pistón está colocado en la parte superior del cilindro. Con la válvula de escape cerrada y la admisión abierta, el pistón se mueve hacia abajo provocando la admisión al producirse un vació parcial en el interior del cilindro. La presión atmosférica, por sermayor que la que existe en el interior del cilindro, hace que entre aire por el carburador, donde se mezcla en proporciones adecuadas con el combustible.
Esta mezcla pasa por el tubo de admisión múltiple al interior del cilindro.
Cuando el piston llega al punto muerto inferior (PMI) la presión en el interior del cilindro sigue siendo algo menor que la presión atmosférica exterior y la mezclacontinua entrando en el cilindro. La válvula de admisión sigue abierta mientras que el pistón inicia el movimiento hacia arriba hasta que la posición de la leva hace que la válvula se cierre. La distancia que recorre el pistón hacia arriba hasta que cierra la válvula es realmente muy pequeña.
SEGUNDO TIEMPO: COMPRESIÓN
0º PMS
Compresión Admisión
270º 90º
180º PMI
La compresión...
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