batxillerat

INTRODUCCIÓ

Les màquines tèrmiques són aquells sistemes i/o mecanismes que transformen l’energia tèrmica en energia mecànica o a l’inrevés.
Des que es van inventar al segle XVII (amb la màquina de vapor l’any 1769 per James Watt) que són molt importants en la societat i són les que van impulsar la Revolució Industrial.


CLASSIFICACIÓ DE MÀQUINES TÈRMIQUES

Hi ha tres tipus de màquinestèrmiques:
De combustión externa: El combustible es crema fora del motor. Ex: una màquina de vapor.
De combustió interna: el combustible es crema dins la màquina. Ex: el motor d’un cotxe.
De reacció: aquests utilitzen el principi d’acció i de reacció. Ex: el motor d’un avió.


MÀQUINES TÈRMIQUES DE COMBUSTIÓ EXTERNA

La màquina de vapor alternativa
Les màquines de vapor alternativesestaven formades, básicament, pels elements següents: la caldera, el clindre amb distribuïdor i el regulador.

La caldera estava formada per un dipòsit on es produïa el vapor d’aigua a través de la calor subministrada per la combustió d’un material combustible, normalment carbó. El vapor produït a la caldera tenia una pressió elevada i era conduït cap el cilindre a través del distribuïdor.Aquest distribuïa el vapor cap un costat i altre del cilindre exercint una força deguda a la pressió sobre el pistó en un sentit o altre fent-lo desplaçar alternativament. A través d’un mecanisme de biela-manovella el pistó accionava una roda motriu.

Aquest distribuïdor s’anomenava de doble efecte, perquè introduïa el vapor pels dos extrems del cilindre alternativament. També hi havia màquines desimple efecte, en les quals el vapor només s’introduïa per un extrem i el pistó tornava a la posició original gràcies al moviment d’un element anomenat volant d’inèrcia.




La màquina de vapor rotativa. Les turbines de vapor

Les turbines de vapor o turbines de gas de cicle tancat són màquines rotatives ja que no incorporen cap mecanisme alternatiu com el biela-manovella, usats a lesmàquines alternatives.

Per accionar les turbines és necessària la caldera productora de vapor d’aigua que és de dimensions molt més grans que les màquines alternatives i que requereix la construcció d’instal·lacions que només es poden fer a les centrals o en grans vaixells.

El vapor produït a la caldera és conduït cap a la turbina on hi ha una carcassa fixa que conté unes toveres que eldirigeixen cap a uns àleps situats al voltant d’un rodeig giratori, que a causa de la gran pressió del vapor gira. En aquest cas s’anomenen turbines d’acció.

No obstant també s’utilitzen molt les turbines d’acció i reacció, on hi ha varis rodets.


MÀQUINES TÈRMIQUES DE COMBUSTIÓ INTERNA ALTERNATIVES

Les màquines de combustió interna alternatives tenen alguns elements en comú amb la màquina devapor (el cilindre, el pistó i el mecanisme biela-manovella) però no disposen de caldera i la combustió es produeix violentament dins el cilindre.
Hi ha fonamentalment dos tipus de motors d’explosió:


Motors d’encesa per guspira o de cicle Otto:

Aquests motors consten de quatre temps, utilitzen la gasolina com a combutible i transformen el moviment rectilini alternatiu del pistó en umoviment de rotació, com les màquines de vapor.

-1r temps: Admissió
La vàlvula s’obre, baixa el pistó fent el buit en el cilindre i entra aire i combustible.

-2n temps: Compressió
Es tanquen les vàlvules i el pistó puja comprimint la barreja d’aire i combustible. La primera vegada que el pistó puja és gràcies al motor d’engegada, després es mou pels gasos productes de la combustió.

-3rtemps: Explosió
La barreja explota per la guspira produïda per la bugia. Els gasos molt calents s’expandeixen i baixen el pistó.

-4t temps: Escapament
S’obre la vàlvula d’escapament i s’expulsen els gasos de la combustió al pujar el pistó.

Dins dels motors de cicle Otto també hi ha que utilitzen dos temps.
El motor de dos temps és el més senzill i s’utilitza molt per les motos, taladors...