Ciclos Termodinamica

Ciclo de Carnot
El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico ideal reversible entre dos fuentes de temperatura, en el cual el rendimiento es máximo. Una máquina térmica que realiza este ciclo se denomina máquina de Carnot. Estas máquinas trabajan absorbiendo una cantidad de calor Q1 de la fuente de alta temperatura y cede un calor Q2 a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre elexterior. El rendimiento viene definido, como en todo ciclo, por:

El ciclo de Carnot consta de 4 procesos: a) Expansión isotérmica b) Expansión adiabática c) Compresión isotérmica d) Compresión adiabática (Proceso 1~2 diagrama) (Proceso 2~3 diagrama) (Proceso 3~4 diagrama) (Proceso 4~1 diagrama)

Expansión isotérmica (Proceso 1~2 diagrama)

Expansión adiabática (Proceso 2~3 diagrama)Compresión isotérmica (Proceso 3~4 diagrama)

Compresión adiabática (Proceso 4~1 diagrama)

Ciclo de Otto
El ciclo Otto es el ciclo ideal para maquinas reciprocantes de encendido por chispa. En la mayoría de las maquinas de encendido por chispa el pistón ejecuta cuatro tiempos completos ( dos ciclos mecánicos) dentro del cilindro y el cigüeñal completa dos revoluciones por cada ciclo termodinámico.El ciclo de Otto consta de 4 procesos: a) Admisión. b) Compresión. c) Combustión (carrera de fuerza). d) Escape. El ciclo de Otto ideal consta de 4 procesos: e) Compresión isentropica f) Adición de calor v=const (Proceso 1~2 diagrama) (Proceso 2~3 diagrama) (Proceso 3~4 diagrama)

g) Expansión de isentropica

h) Rechazo de calor v=const (Proceso 4~1 diagrama)

Ciclo de Otto reversibleanálisis termodinámico:

QH ! Cv (T4  T3 ) QL ! Cv (T5  T6 ) QH  QC T T ! 1 5 6 QH T4  T3 v6 v3

L!

Ciclo de Otto aire estándar

rv !

  L ! 1  r 1 k
v

Suposiciones clave: 1. Procesos internamente reversibles 2. Calores específicos constantes Consecuencias importantes: 1. La eficiencia es independiente del fluido de trabajo. 2. La eficiencia es independiente de las temperaturas.Ciclo Diesel
En el ciclo diesel el aire se comprime hasta una temperatura superior a la temperatura de autoencendido del combustible y la combustión inicia al contacto, cuando el combustible se inyecta dentro de este aire caliente. No hay posibilidad de autoencendido, ya que el aire solo se comprime durante el tiempo de compresión Ciclo ideal se obtiene como un proceso de adición de calor apresión constante Ciclo Diesel consta de 4 procesos: a) b) c) d) [1 [2 [3 [4 2 ]: Compresión isoentrópica 3 ]: Adición de calor a presión constante 4 ]: Expansión isoentrópica 1 ]: Rechazo de calor a volumen constante

El ciclo Diesel se ejecuta en un dispositivo de cilindro-émbolo, que forma un sistema cerrado. La cantidad de calor añadida al fluido de trabajo a presión constante es:

qen  wbsal ! u3  u 2 qen ! P2 v3  v2
 u3  u 2
qen ! h3  h2
! C p T3  T2

La cantidad de calor rechazada por le fluido de trabajo a volumen constante es:

 qsal ! u1  u4

qsal ! u4  u1
! Cv T4  T1
Eficiencia térmica

Relación de corte de admisión:

rc !

Relación de calores específicos:

¡

 

L diesel ! 1 

qsal T T ! 1 4 1 qen k T3  T2

¡

 

V3v3 ! V2 v2 Cp Cv

k!

Ciclo Stirling y Ericsson (Ciclos Reversibles con Regeneración)
La diferencia de temperatura entre el fluido de trabajo y la fuente o sumidero de energía térmica nunca debe exceder una cantidad diferencial de temperatura, dT durante cualquier proceso de transferencia de calor. (Procesos Isotérmicos a TL y TH) Carnot. Los Ciclos Stirling y Ericsson difieren del ciclo deCarnot en que los procesos isentrópicos son reemplazados por procesos de regeneración La regeneración es el proceso durante el cual se transfiere calor a un dispositivo, llamado Regenerador, durante una parte del ciclo y se transfiere de nuevo al fluido de trabajo durante otra parte del ciclo. Ciclo Stirling Dos procesos isotérmicos y regeneración a volumen constante.

qen
T TH 1 2

1 P...