Ciclo termodinámico

CICLOS TERMODINÁMICOS

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Ciclos Termodinámicos
 Ciclo
Proceso de estados finales idénticos. Paso de un sistema por diferentes procesos para llegar al estado inicial.

 Características
El cambio de valor de cualquier propiedad es cero. Al final del ciclo todas las propiedades tienen el mismo valor que en el estado inicial.

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Ciclos Termodinámicos
Ciclos Cerrados
Aquellos en los que su substancia de trabajo sufre una serie de procesos para finalmente regresar al estado inicial. Ejemplo: plantas de generación de vapor.

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 Ciclos Abiertos
Aquellos en los que su substancia de trabajo no pasa por un ciclo termodinámico, aunque sí por un ciclo mecánico. Incorrecto llamarlos ciclos, no lo son termodinámicamente. Ejemplo:motores de combustión interna, turbina de gas.

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Ciclos Termodinámicos
 Maquina de combustión externa El calor se transfiere de los productos de la combustión a la substancia de trabajo. Ejemplo: plantas de generación de vapor.

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 Maquina de combustión interna Hay un cambio en la composición de la substancia de trabajo, ya que cambia de aire y combustible aproductos de la combustión. Ejemplo: motores Diesel, turbina de gas, motores a gasolina.

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 ENTROPIA  (Simbolizada como S) es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural. Lapalabra entropía procede del griego (ἐντροπία) y significa evolución o transformación.
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 PROCESO ISENTROPICO  (Combinación de la palabra griega "iso" - igual - y "entropía") Es aquel en el que la entropía del fluido que forma el sistema permanece constante. Según la segunda ley de la termodinámica, se puede decir que:

donde δQ es la cantidad de energía que el sistema gana porcalentamiento, T es la temperatura del sistema, y dS es el cambio en la entropía. El símbolo de igualdad implicaría un proceso reversible. En un proceso isentrópico reversible no hay transferencia de energía calorífica, y por tanto el proceso es también adiabático. En un proceso adiabático irreversible, la entropía se incrementará, de modo que es necesario eliminar el calor del sistema (medianterefrigeración) para mantener una entropía constante. Por lo tanto, un proceso isentrópico irreversible no es adiabático
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Brayton, George Bailey (1830-1892).
Ingeniero estadounidense. Propuso el ciclo termodinámico de las actuales turbinas de gas. Tenia origen británico quien trabajo toda su vida alrededor de la Industrias mecánicas en Nueva Inglaterra y desarrolló una maquina depistones con inyección de combustible. Este ciclo también se denomina ciclo JOULE
.

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Ciclo Brayton
 Es el modelo del ciclo ideal para las turbinas simples de gas.  Es el ciclo equivalente al ciclo de Rankine con dos procesos isobáricos y dos isentrópicos, pero utilizando aire como substancia de trabajo.  Se tienen dos modalidades del ciclo:
– uno abierto queutiliza un proceso de combustión interna y – uno cerrado que tiene procesos de transferencia de calor.
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 Se denomina ciclo Brayton a un ciclo termodinámico de compresión, calentamiento y expansión de un fluido compresible, generalmente aire , que se emplea para producir trabajo neto y su posterior aprovechamiento como energía mecánica o eléctrica . En la mayoría de los casos elciclo Brayton opera con fluido atmosférico o aire , en ciclo abierto, lo que significa que toma el fluido directamente de la atmósfera para someterlo primero a un ciclo de

 compresión, después a un ciclo de calentamiento y, por último, a una expansión.

Este ciclo produce en la turbina de expansión más trabajo del que consume en el compresor y se encuentra presente en las turbinas de gas...