Conversion De Energia

Mecánica

Unidad 5 Conversión de la energía

Conversión de la energía | |
Tal y como postula el primer Principio de la Termodinámica, la energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma. La energía puede transformarse de una forma a otra, como por ejemplo de electricidad a calor o de calor a electricidad. Aunque el que pueda convertirse no significa que sea éste un procesosiempre fácil y tampoco que una de las conversiones será más costoso que la otra. Por ejemplo, la Física indica que 1kWh equivale a 800 Kcal y que 800 Kcal equivalen a 1kWh, aunque ello no implique que en la práctica con 860 Kcal se pueda obtener 1Kwh. De hecho, se obtiene mucho menos. En cambio, con 1 Kwh pueden obtenerse cerca de 860 kcal en la práctica. El rendimiento es un factor fundamentalque marca la rentabilidad y eficacia de los diversos tipos de conversión de la energia.

Esta paradoja se debe a que la energía tiene un valor cuantitativo que es su magnitud y otro, cualitativo, denominado entropía. Pasar de una forma de energía de alta calidad o baja entropía a otra de forma de baja calidad o de alta entropía resulta mucho más fácil que la transformación inversa.

Laconversión de la energía es un proceso que tiene lugar en la biosfera. |
|
|
|
|

Sin embargo, los seres humanos a lo largo de su historia ha inventado diversos artefactos que posibilitan también la conversión energética. La eficiencia con la que esta transformación se produce está directamente relacionada con la proporción entre su forma final y su forma |
Inicial y también depende delas leyes físicas y químicas que gobiernan la conversión. |

5.1 Rendimientos de la conversión de la energía
El desempeño o eficiencia se expresa en términos de la salida deseada y la entrada requerida de la siguiente manera:

Salida deseada
Desempeño= ----------------------
Salida requerida

El poder calorífico del combustible que es lacantidad de calor liberado cuando se quema por completo una cantidad unitaria de combustible y los productos de la combustión se enfrían a la temperatura ambiente. Entonces el rendimiento del equipo de combustión se puede caracterizar por la eficiencia de combustión, la cual se define como:

Q Cantidad de calor liberado durante la combustión
Combustión=----------= ----------------------------------------------------------------------
HV poder calorífico del combustible quemado

Una eficiencia de combustión de 10 por ciento indica que el combustible se quema completamente y los gases residuales salen de la cámara de combustión a temperatura ambiente; en consecuencia, la cantidad de calor liberado durante el proceso decombustión es igual al poder calorífico del combustible.

El poder calorífico de un combustible será diferente dependiendo de si el agua en los productos de combustión se halla en forma liquida o vapor. El poder calorífico se denomina poder calorífico inferior cuando el agua esta en forma de vapor y poder calorífico superior cuando el agua en los gases de combustión se condensa por completo, demanera que también se recupera el calor de vaporización.

Para los motores de automóvil la salida de trabajo se entiende como la potencia entregada por el cigüeñal, pero para las centrales eléctricas el trabajo producido puede ser la potencia mecánica en la salida de una turbina, o la salida de potencia eléctrica de un generador.
5.2 Trabajo producido al expandir vapor en una turbinaIntroducción

La turbina de vapor es una máquina de fluido en la que la energía de éste pasa al eje de la máquina saliendo el fluido de ésta con menor cantidad de energía. La energía mecánica del eje procede en la parte de la energía mecánica que tenía la corriente y por otra de la energía térmica disponible transformada en parte en mecánica por expansión. Esta expansión es posible por la variación...