termodinamica

UNIVERSIDAD NACIONAL
AUTONOMA DE MEXICO
FACULTAD DE INGENIERIA


CICLOS TERMODINAMICOS
CICLOS TERMODINAMICOS
Se denomina ciclo termodinámico al proceso que tiene lugar en
Dispositivos destinados a la obtención de trabajo a partir de dos fuentes de calor a distinta temperatura (Máquinas Térmicas)
o, de manera inversa, a producir el paso de calor de la fuente de menor temperatura ala fuente de mayor temperatura mediante la aportación de trabajo (Refrigeradores y Bombas de Calor).
El rendimiento es el principal parámetro que caracteriza a un ciclo termodinámico, y se define como el trabajo obtenido dividido por el calor gastado en el proceso, en un mismo tiempo de ciclo completo si el proceso es continuo.
La eficiencia térmica del ciclo mide qué cantidad del caloringresado es convertido en trabajo útil.
Este parámetro es diferente según los múltiples tipos de ciclos termodinámicos que existen, pero está limitado por el factor o rendimiento del ciclo de Carnot.

MAQUINAS TERMICAS
Una máquina térmica es un dispositivo que convierte energía térmica en otras formas útiles de energía como:
La energía eléctrica: En un proceso característico para producirelectricidad en una planta de potencia, el carbón o algún otro tipo de combustible se quema y el calor generado se utiliza para producir vapor de agua. El vapor se dirige hacia las aspas de una turbina, poniéndola a girar. Por último, la energía mecánica asociada a dicha rotación se usa para mover un generador eléctrico.
mecánica: El motor de combustión interna en un automóvil extrae calor delcombustible en combustión y convierte una fracción de esta energía mecánica.
Como se observa, el término maquina térmica, muchas veces tiene un sentido más amplio para incluir dispositivos que producen trabajo, que no operan en un ciclo termodinámico, máquinas que producen combustión interna, como las turbinas de gas y los motores de automóvil entran en esta categoría. Los dispositivos operan en unciclo mecánico pero no en un ciclo termodinámico, ya que el fluido de trabajo no se somete a un ciclo completo.
En un ciclo mecánico: En lugar de que se enfríen a su temperatura inicial, los gases de escape se evacuan y se sustituyen por una mezcla de aire puro y de combustible al final del ciclo.

Ciclo Ranking.

1) El agua absorbe calor de una fuente a alta temperatura en unacaldera, donde se caliente hasta el punto de ebullición y luego vaporizada produciendo vapor. Ambos procesos ocurren a presión aproximadamente constante. Por último, el vapor es recalentado a la misma presión.
2) Este vapor pasa a través de una turbina donde se expande en un proceso aproximadamente adiabático y realiza un trabajo, hasta que la temperatura y la presión caen a los valores defuncionamiento del condensador.
3) El vapor a baja presión, ingresa a un condensador y libera calor a una fuente a temperatura más baja condensándose. El agua condensada se halla un poco por debajo de la presión atmosférica a una temperatura menor que la del punto de ebullición.
4) Finalmente el agua condensada es retornada a la caldera (que está a mayor presión temperatura) por medio de una bomba.CICLO RANKINE IDEAL
En este ciclo se supone que todos los procesos son reversibles
Calor ingresado = Qingresa = h2 – h1
Calor que sale del sistema = Qsale = h4 – h
El trabajo neto W realizado por la máquina (Esta es el área encerrada bajo la curva del ciclo en
un diagrama pv), es igual al calor neto que fluye hacia la misma (Área encerrada en la curva del ciclo en un diagrama Ts).Qneto= Qingresa – Qsale Wneto = Qingresa – Qsale
Donde Qingresa y Qsale se toman como cantidades positivas.
La eficiencia térmica: η de una máquina térmica se define como la razón del trabajo neto realizado al calor absorbido durante un ciclo:

η = Wneto / Qingresado

AUMENTO DEL RENDIMIENTO DEL CICLO DE RANKING
En general en un ciclo cualquier modificación que produzca un...