ciclos termodinamicos

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. En los apartados siguientes se estudiarán los ciclos termodinámicos más característicos por su carácter didáctico, por sus especiales propiedades o por su aplicabilidad a máquinas térmicas deutilización 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 un fluido 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 losconductos, 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 más sencillos, 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 de aplicación a máquinas frigoríficas y recorren los diagramas típicos ( p -h ,h-s) en sentido anti horario.
• Ciclos para sistemas abiertos y ciclos para sistemas cerrados. Los primeros son deaplicación 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. Su representación gráfica más habitual son los diagramas T-s o h-s (y p-hsi son inversos). Los ciclos para sistemas cerrados son de aplicación a máquinas de desplazamiento positivo, en lasque 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 fluido condensable 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 elotro 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. Pueden ser de ciclo cerrado o de ciclo abierto. Esta última condición paradójica se refiere a que el gas, por haber sufrido una transformación química (proceso de combustión)se expulsa al final del ciclo al mismo tiempo que se renueva la carga con gas fresco. El ciclo, pues, se cierra de forma imaginaria para retornar a las condiciones termodinámicas iniciales. Los ciclos de fluido no condensable son de aplicación tanto en máquinas de flujo continuo como en máquinas de desplazamiento positivo

Ciclos directos para sistemas abiertos con fluido condensable
Estosciclos, como todos los que pueden definirse para sistemas abiertos, suelen trabajar entre dos niveles de presión claramente definidos, que se mantienen prácticamente constantes durante la circulación del flujo salvo ligeras pérdidas de presión provocadas por el rozamiento de éste con las paredes de los conductos, necesarios para conectar los distintos elementos de una máquina térmica de flujocontinuo. Por eso se maneja como parámetro característico del ciclo la relación de compresión, r p, definida como el cociente entre las presiones extremas del ciclo.
Ciclo de Carnot El ciclo de Carnot, ya estudiado en el apartado 1.15, se recupera aquí como ciclo de interés en máquinas de fluido condensable, debido a que durante los procesos de evaporación y condensación del fluido las evoluciones...