Ciclos De Gases

Ciclos Termodinámicos
CICLOS DE MAQUINAS
TERMICAS QUE FUNCIONAN
CON GAS
GENERALIDADES

Continuación
• Los ciclos también se categorizan como de gas o de
vapor, dependiendo de la fase del fluido de trabajo.
• Ciclos de gas el fluido mantiene su fase
• Ciclos de vapor ocurren procesos en la fase vapor y
en la fase líquida o bifásica.
• Otra clasificación es:
• Ciclos abiertos o cicloscerrados.
– Cerrados
el fluido de trabajo regresa a su estado inicial y se
recircula.
– Abiertos
el fluido de trabajo se renueva al final del ciclo, caso
de motores de combustión interna y turbinas a gas.

Consideraciones básicas en el
análisis de los ciclos de potencia
• Los ciclos de potencia que se analizan desde el
punto de vista termodinámico son idealizados
con procesosreversibles y, teóricamente, en
equilibrio permanente.
• En la práctica, sin embargo, si se eliminan las
reversibilidades y se agregan las complejidades
internas de los procesos, el ciclo real puede
presentar diferencias que, dependiendo de las
características de los procesos y de la operación
de los equipos o elementos que lo realizan, el
rendimiento térmico real será inferior al teórico,
y porende inferior al de Carnot.

Ciclos termodinámicos para generación de
potencia y refrigeración
– Dispositivos o sistemas para producir potencia de
salida
Máquinas
– Ciclos termodinámicos que las operan Ciclos de
potencia.
– Dispositivos o sistemas usados para refrigeración
Refrigeradores, Acondicionadores de aire o
Bomba de calor
– Los ciclos se denominan De Refrigeración.

• Lasmáquinas térmicas se clasifican además
como máquinas de combustión interna o de
combustión externa, dependiendo de cómo se
suministre el calor al fluido de trabajo.
• Máquinas de combustión externa:
– la energía se genera externamente con
• una caldera,
• un pozo geotérmico,
• un reactor nuclear o con la energía solar.

• Máquinas de combustión interna:
– la energía se genera al quemar elcombustible dentro
de la frontera del sistema.

Diferencia ciclo Otto teórico y real
•Procesos ideales:
– a-b: Compresión adiabática
– b-c: Admisión, aporte de calor a v = cte.
La presión crece rápidamente antes de
comenzar el tiempo útil
– c-d: Fuerza, adiabática. parte del ciclo
que entrega trabajo
– d-a: Escape, cesión del calor residual al
medio ambiente a volumen constante.•Idealizaciones y simplificaciones hechas:
– Ciclo o procesos no consideran fricción
el fluido no pierde presión cuando fluye.
– Procesos de expansión y compresión en
modo de cuasiequilibrio.
– Tuberías de conexión entre componentes
muy bien aisladas y T de C. desde éstas
es despreciable.

Otras simplificaciones

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Ignorar cambios en energías cinética y potencial delfluido de
trabajo en el análisis de los ciclos de potencia. Suposición
razonable puesto que en dispositivos que incluyen trabajo en el eje,
como turbinas, compresores y bombas, los términos de la energía
cinética y potencial suelen ser muy pequeños en relación a los otros
términos de la ecuación de energía.
Similar situación ocurre en: Condensadores, calderas y cámaras de
mezcla
cambios develocidad pequeños y por ende también lo
son las variaciones de energía cinética.
Cambios de energía cinética significativos ocurren en toberas y
difusores, diseñados precisamente para transformar energía de
presión en cinética.
En ciclos de potencia de gas, el fluido de trabajo permanece en
fase gaseosa y utilizan aire el que se comporta como gas ideal.
Intercambios de calor, absorbido orechazado por el ciclo se
consideran de tipo externos.

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En ciclos reales: Otto, Diesel y Brayton, se adiciona calor por
combustión interna y sus gases de combustión (mayoritariamente N2), se
consideran como aire, para evaluar sus propiedades.
Tales ciclos son abiertos
el calor se rechaza expulsando gases de
combustión a la atmósfera.
En el análisis teórico de ciclos de potencia...