Ciclos termodinamicos
Páginas: 36 (8914 palabras)
Publicado: 20 de noviembre de 2010
Tema 4. Ciclos termodinámicos
73
TEMA 4. CICLOS TERMODINAMICOS
4.1. Definición y clasificaciones.
75
75 76 76 77 77 78 79 81 81 83 84 85 85 86 88 89 90 91 91 92 93 94 95 96 96 96 97
4.2 Ciclos directos para sistemas abiertos con fluido condensable 4.2.1. Ciclo de Carnot 4.2.2. Ciclo de Rankine simple 4.2.3. Ciclo de Rankine con recalentamiento 4.2.4. Ciclo de Rankine conrecalentamiento intermedio 4.2.5. Ciclo de Rankine con regeneración 4.3 Ciclos directos para sistemas abiertos con fluido no condensable 4.3.1. Ciclo Brayton simple 4.3.2. Ciclo Brayton con recalentamiento y enfriamiento intermedio 4.3.3. Ciclo Brayton con regeneración 4.4 Ciclos directos para sistemas cerrados 4.4.1. Ciclo Otto o de combustión a volumen constante 4.4.2. Ciclo Diesel o de combustión apresión constante 4.4.3. Ciclo mixto o de presión limitada 4.4.4. Ciclo Stirling 4.4.5. Ciclo Ericsson 4.4.6. Presión media indicada 4.5 Ciclos inversos 4.5.1. Ciclo de Carnot inverso 4.5.2. Ciclo de compresión de vapor teórico 4.5.3. Ciclo de compresión de vapor real 4.5.4. Ciclo de compresión de vapor múltiple Ciclo inverso de aire estándar 4.5.5. 4.5.6. Otros ciclos de sistemas de refrigeración ylicuefacción Bibliografía Cuestiones
73
74
Tema 4. Ciclos termodinámicos
74
Tema 4. Ciclos termodinámicos
75
TEMA 4. CICLOS TERMODINAMICOS
4.1. Definición y clasificaciones. Los ciclos termodinámicos son la aplicación más técnica de la termodinámica, ya que reproducen el comportamiento cíclico del fluido de trabajo de una máquina térmica durante el funcionamiento de ésta. Enlos apartados siguientes se estudiarán los ciclos termodinámicos más característicos por su carácter didáctico, por sus especiales propiedades o por su aplicabilidad a máquinas térmicas de utilización en la industria o en el transporte. Es necesario indicar que los ciclos termodinámicos constituyen una referencia teórica, que a menudo no se corresponde con exactitud con la evolución real de unfluido en el interior de una máquina térmica, debido a muchas razones como son: las irreversibilidades de los procesos, las pérdidas de calor, las fugas másicas, las pérdidas de carga en los conductos, la heterogeneidad de los fluidos circulantes, y debido igualmente a otros fenómenos de compleja simulación. En este sentido puede afirmarse que los ciclos termodinámicos son los modelos matemáticos mássencillos, dentro del amplio espectro de modelos que pretenden simular el comportamiento de las máquinas térmicas. Los ciclos termodinámicos puede clasificarse de las siguientes formas: • Ciclos directos y ciclos inversos. Los primeros son los de aplicación a máquinas térmicas, y recorren los diagramas típicos de representación (p-v, T-s, h-s) en sentido horario. Los ciclos inversos son deaplicación a máquinas frigoríficas y recorren los diagramas típicos (p-h, h-s) en sentido antihorario. Ciclos para sistemas abiertos y ciclos para sistemas cerrados. Los primeros son de aplicación a máquinas de flujo continuo. Cada una de las máquinas que componen la instalación tiene una permanente renovación del fluido, aunque en su conjunto el sistema puede recircular el flujo por completo. Surepresentación gráfica más habitual son los diagramas T-s o h-s (y p-h si son inversos). Los ciclos para sistemas cerrados son de aplicación a máquinas de desplazamiento positivo, en las que el volumen de control se modifica a lo largo del propio ciclo. Suelen renovar el fluido en una etapa determinada del ciclo, y no de forma continua. Su representación más común es el diagrama p-v. Ciclos de fluidocondensable y ciclos de fluido no condensable. En los primeros el fluido cambia de fase durante su evolución, de modo que durante un tramo del ciclo el fluido es líquido y en el otro es vapor. Debido a las características del fluido, suele recircularse éste por completo, y se aplican siempre a máquinas de flujo continuo. En los ciclos de fluido no condensable, el fluido (gaseoso) no cambia de fase....
73
TEMA 4. CICLOS TERMODINAMICOS
4.1. Definición y clasificaciones.
75
75 76 76 77 77 78 79 81 81 83 84 85 85 86 88 89 90 91 91 92 93 94 95 96 96 96 97
4.2 Ciclos directos para sistemas abiertos con fluido condensable 4.2.1. Ciclo de Carnot 4.2.2. Ciclo de Rankine simple 4.2.3. Ciclo de Rankine con recalentamiento 4.2.4. Ciclo de Rankine conrecalentamiento intermedio 4.2.5. Ciclo de Rankine con regeneración 4.3 Ciclos directos para sistemas abiertos con fluido no condensable 4.3.1. Ciclo Brayton simple 4.3.2. Ciclo Brayton con recalentamiento y enfriamiento intermedio 4.3.3. Ciclo Brayton con regeneración 4.4 Ciclos directos para sistemas cerrados 4.4.1. Ciclo Otto o de combustión a volumen constante 4.4.2. Ciclo Diesel o de combustión apresión constante 4.4.3. Ciclo mixto o de presión limitada 4.4.4. Ciclo Stirling 4.4.5. Ciclo Ericsson 4.4.6. Presión media indicada 4.5 Ciclos inversos 4.5.1. Ciclo de Carnot inverso 4.5.2. Ciclo de compresión de vapor teórico 4.5.3. Ciclo de compresión de vapor real 4.5.4. Ciclo de compresión de vapor múltiple Ciclo inverso de aire estándar 4.5.5. 4.5.6. Otros ciclos de sistemas de refrigeración ylicuefacción Bibliografía Cuestiones
73
74
Tema 4. Ciclos termodinámicos
74
Tema 4. Ciclos termodinámicos
75
TEMA 4. CICLOS TERMODINAMICOS
4.1. Definición y clasificaciones. Los ciclos termodinámicos son la aplicación más técnica de la termodinámica, ya que reproducen el comportamiento cíclico del fluido de trabajo de una máquina térmica durante el funcionamiento de ésta. Enlos apartados siguientes se estudiarán los ciclos termodinámicos más característicos por su carácter didáctico, por sus especiales propiedades o por su aplicabilidad a máquinas térmicas de utilización en la industria o en el transporte. Es necesario indicar que los ciclos termodinámicos constituyen una referencia teórica, que a menudo no se corresponde con exactitud con la evolución real de unfluido en el interior de una máquina térmica, debido a muchas razones como son: las irreversibilidades de los procesos, las pérdidas de calor, las fugas másicas, las pérdidas de carga en los conductos, la heterogeneidad de los fluidos circulantes, y debido igualmente a otros fenómenos de compleja simulación. En este sentido puede afirmarse que los ciclos termodinámicos son los modelos matemáticos mássencillos, dentro del amplio espectro de modelos que pretenden simular el comportamiento de las máquinas térmicas. Los ciclos termodinámicos puede clasificarse de las siguientes formas: • Ciclos directos y ciclos inversos. Los primeros son los de aplicación a máquinas térmicas, y recorren los diagramas típicos de representación (p-v, T-s, h-s) en sentido horario. Los ciclos inversos son deaplicación a máquinas frigoríficas y recorren los diagramas típicos (p-h, h-s) en sentido antihorario. Ciclos para sistemas abiertos y ciclos para sistemas cerrados. Los primeros son de aplicación a máquinas de flujo continuo. Cada una de las máquinas que componen la instalación tiene una permanente renovación del fluido, aunque en su conjunto el sistema puede recircular el flujo por completo. Surepresentación gráfica más habitual son los diagramas T-s o h-s (y p-h si son inversos). Los ciclos para sistemas cerrados son de aplicación a máquinas de desplazamiento positivo, en las que el volumen de control se modifica a lo largo del propio ciclo. Suelen renovar el fluido en una etapa determinada del ciclo, y no de forma continua. Su representación más común es el diagrama p-v. Ciclos de fluidocondensable y ciclos de fluido no condensable. En los primeros el fluido cambia de fase durante su evolución, de modo que durante un tramo del ciclo el fluido es líquido y en el otro es vapor. Debido a las características del fluido, suele recircularse éste por completo, y se aplican siempre a máquinas de flujo continuo. En los ciclos de fluido no condensable, el fluido (gaseoso) no cambia de fase....
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.