Maquinas termicas

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Introducción
Uno de los problemas más importantes de la ingeniería moderna es la transformación de las fuentes de energía en aquellas formas que sean más fácilmente aprovechadas. La forma más adecuada para satisfacer nuestras necesidades es la energía mecánica. Sin embargo, la naturaleza nos suministra energía en forma tal que, en la mayoría de los casos, se requiere una serie detransformaciones antes de contar con la energía mecánica que nos permitirá efectuar un trabajo.
Una de las formas de energía a las que se tiene más fácilmente acceso es la energía térmica, es decir, la energía que se transfiere en forma de calor como consecuencia de una diferencia de temperatura. Esta energía puede ser tomada de fuentes muy diversas como la nuclear, la eléctrica, si bien la más habitual es laque se obtiene a partir de la combustión de determinados combustibles.
Esta energía térmica, también denominada energía calorífica, puede ser aprovechada por determinadas máquinas para su conversión en energía mecánica; son las denominadas, de forma genérica, máquinas térmicas. Estas máquinas térmicas son dispositivos que permiten obtener un trabajo útil a partir del calor, obedeciendo siempre losprincipios de la termodinámica, por lo que comenzaremos el desarrollo del tema por el estudio de dichos principios.

Comienzos
• La primera máquina térmica de que tenemos evidencia escrita fue descubierta por Hero de Alejandría (~ 130 a.C.) y llamada la aeolipila. Es una turbina de vapor primitiva que consiste de un globo hueco soportado por un pivote de manera que pueda girar alrededor de unpar de muñones, uno de ellos hueco. Por dicho muñón se puede inyectar vapor de agua, el cual escapa del globo hacia el exterior por dos tubos doblados y orientados tangencialmente en direcciones opuestas y colocados en los extremos del diámetro perpendicular al eje del globo. Al ser expelido el vapor, el globo reacciona a esta fuerza y gira alrededor de su eje.

La Aeolipia de Herón deAlejandría.

• En la misma obra de Hero se describe también el primer prototipo de una máquina de presión, que después fue motivo de varios estudios por Matthesuis en Alemania en l57l, de Caus en Francia en 1615 y en Italia por Ramelli en 1588, Della Porta en 1601 y Branca en 1629.
• La primera aplicación mecánica de la energía térmica que mereció el calificativo de moderna fue la bomba ideada en elsiglo XVII (1963) por el marques de Wercester para aspirar el agua del fondo de la minas, a fin de evitar inundacuones.
Hasta entonces, este trabajo se había efectuado utilizando caballos, que ponían en movimiento una bomba de agua.
La maquina del marques de Wercester consistía en una caldera de vapor y una cisterna. Primeramente se llenaba esta última de vapor; luego, se cerraba la admisión de lvapor y se habría un tubo aspirante que llegaba hasta el fondo de la mina, donde se hallaba el agua, mientras se dejaba que el vapor se enfriara hasta condensarse. Así, su volumen se reducía 1/1672, lo cual originaba un vacío de presión suficiente para aspirar el agua del fondo de la mina. Cuando la cisterna se había llenado de líquido, se cerraba el tubo aspirante y se habría una válvula dedesagüe. El vapor que afluía a la cisterna expulsaba el agua y volvía a llenar la cisterna, con lo que el proceso empezaba de nuevo.
Por supuesto el rendimiento de la maquina no era muy elevado, el enfriamiento de la cisterna hasta lograr la condensación se producía con tal lentitud que, como máximo, podía obtenerse una aspiración por minuto. Además, la maquina debía ser manejada manualmente sininterrupción y no podía aspirar el agua a alturas superiores a doce metros; y en cuanto al vapor destinado a expeler el agua que se acumulaba en la cisterna, gran parte se condensaba por contacto con esta sin haber desarrollado ningún trabajo.
No fue sino hasta los años de 1698 a 1725 cuando la idea de Somerset fue puesta en práctica y utilizada para satisfacer diversas necesidades.
• En 1698...
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