Ciclos termodinamicos
Páginas: 7 (1586 palabras)
Publicado: 8 de noviembre de 2011
Ciclo Otto
El ciclo otto es el ciclo ideal para las maquinas reciprocantes e encendido por chispa. Estas maquinas son llamadas maquinas de combustión interna de cuatro tiempos.
Inicialmente, tanto la válvula de admisión como la de escape están cerradas y el embolo se encuentra en su posición más baja (PMI). Durante la carrera de compresión, el embolo se mueve hacia arriba y comprime la mezclade aire y combustible. Un poco antes de que el embolo alcance su posición mas alta (PMS), la bujía produce una chispa y la mezcla se enciende, con lo cual aumenta la presión y la temperatura del sistema. Los gases a alta presión impulsan el embolo hacia abajo, el cual a su vez obliga a rotar al cigüeñal, lo que produce una salida de trabajo útil durante la carrera de expansión o carrera depotencial. Al final de eta carrera, el embolo se encuentra en su posición mas baja( terminación del primer ciclo mecánico y el cilindro se mueve hacia arriba una vez mas y evacua los gases de escape por la válvula de escape (carrera de escape), para descender por segunda vez, extrayendo una mezcla fresca de aire y combustible a través de la válvula de admisión (carrera de admisión).
Si se hacensuposiciones de aire estándar, ya que el ciclo que resulta y que es parecido a las de operación reales es el ciclo de otto ideal, el cual se compone de cuatro procesos reversibles internamente.
1-2 Compresión isentropica
2-3 Adición de calor a volumen constante
3-4 Expansión isentropica
4-1 Rechazo de calor a volumen constante
Diagrama T-S
La eficiencia térmica y la relación de compresión secalcula:
Ciclo Diesel
El ciclo Diesel es el ciclo ideal para las maquinas reciprocantes ECOM. En los motores ECOM el aire se comprime hasta una temperatura que es superior a la temperatura de autoencendido del combustible, y la combustión inicial al contacto, cuando el combustible se inyecta dentro de este aire caliente. Por lo tanto en motores diesel la bujía y los carburantes son sustituidospor un inyector de combustible.
El proceso de inyección de combustible en los motores diesel empieza cuando el embolo se aproxima al PMS y continua durante la primera parte de la carrera de potencia. Por lo tanto en estos motores el proceso de combustión sucede durante un periodo más largo.
La relación de corte d admisión rc, como la relación de los volúmenes del cilindro antes y después delproceso de combustión:
Entonces, la eficiencia térmica se reduce a:
Ciclo Rankine
Es posible eliminar muchos de los aspectos imprácticos asociados con el ciclo de Carnot si el vapor es sobrecalentado en la caldera y condensado por completo en el condensador. Lo que resulta es el ciclo Rankine, el cual es el ciclo ideal para las centrales eléctricas de vapor. El ciclo Rankine ideal no incluyeninguna irreversibilidad interna y esta compuesto de los siguientes cuatro procesos.
1-2 Compresión Isentropica.
2-3 Adición de calor a presión constante en una caldera.
3-4 Expansión isentropica en una turbina.
4-1 Rechazo de calor a presión constante.
El agua entra a la bomba en el estado 1 como liquido saturado y se condensada isentropicamente hasta la presión de operación de la caldera.La temperatura del agua aumenta un poco durante este proceso de compresión isentropica debido a una ligera disminución en el volumen especifico del agua. La distancia vertical entre los estados 1 y 2 en el diagrama T-s se exagera de la manera considerable para la mayor claridad.
El agua entra a la caldera como liquido comprimido en el estado 2 y sale como vapor sobrecalentado en el estado 3. Lacaldera es básicamente un gran intercambiador de calor que se origina en los gases de combustión, reactores nucleares u otras fuentes, se transfiere al agua esencialmente a presión constante. La caldera, junto con la sección donde el vapor se sobrecalienta, recibe el nombre de generador de vapor.
El vapor sobrecalentado en el estado 3 entra a la turbina donde se expande isentropicamente y...
El ciclo otto es el ciclo ideal para las maquinas reciprocantes e encendido por chispa. Estas maquinas son llamadas maquinas de combustión interna de cuatro tiempos.
Inicialmente, tanto la válvula de admisión como la de escape están cerradas y el embolo se encuentra en su posición más baja (PMI). Durante la carrera de compresión, el embolo se mueve hacia arriba y comprime la mezclade aire y combustible. Un poco antes de que el embolo alcance su posición mas alta (PMS), la bujía produce una chispa y la mezcla se enciende, con lo cual aumenta la presión y la temperatura del sistema. Los gases a alta presión impulsan el embolo hacia abajo, el cual a su vez obliga a rotar al cigüeñal, lo que produce una salida de trabajo útil durante la carrera de expansión o carrera depotencial. Al final de eta carrera, el embolo se encuentra en su posición mas baja( terminación del primer ciclo mecánico y el cilindro se mueve hacia arriba una vez mas y evacua los gases de escape por la válvula de escape (carrera de escape), para descender por segunda vez, extrayendo una mezcla fresca de aire y combustible a través de la válvula de admisión (carrera de admisión).
Si se hacensuposiciones de aire estándar, ya que el ciclo que resulta y que es parecido a las de operación reales es el ciclo de otto ideal, el cual se compone de cuatro procesos reversibles internamente.
1-2 Compresión isentropica
2-3 Adición de calor a volumen constante
3-4 Expansión isentropica
4-1 Rechazo de calor a volumen constante
Diagrama T-S
La eficiencia térmica y la relación de compresión secalcula:
Ciclo Diesel
El ciclo Diesel es el ciclo ideal para las maquinas reciprocantes ECOM. En los motores ECOM el aire se comprime hasta una temperatura que es superior a la temperatura de autoencendido del combustible, y la combustión inicial al contacto, cuando el combustible se inyecta dentro de este aire caliente. Por lo tanto en motores diesel la bujía y los carburantes son sustituidospor un inyector de combustible.
El proceso de inyección de combustible en los motores diesel empieza cuando el embolo se aproxima al PMS y continua durante la primera parte de la carrera de potencia. Por lo tanto en estos motores el proceso de combustión sucede durante un periodo más largo.
La relación de corte d admisión rc, como la relación de los volúmenes del cilindro antes y después delproceso de combustión:
Entonces, la eficiencia térmica se reduce a:
Ciclo Rankine
Es posible eliminar muchos de los aspectos imprácticos asociados con el ciclo de Carnot si el vapor es sobrecalentado en la caldera y condensado por completo en el condensador. Lo que resulta es el ciclo Rankine, el cual es el ciclo ideal para las centrales eléctricas de vapor. El ciclo Rankine ideal no incluyeninguna irreversibilidad interna y esta compuesto de los siguientes cuatro procesos.
1-2 Compresión Isentropica.
2-3 Adición de calor a presión constante en una caldera.
3-4 Expansión isentropica en una turbina.
4-1 Rechazo de calor a presión constante.
El agua entra a la bomba en el estado 1 como liquido saturado y se condensada isentropicamente hasta la presión de operación de la caldera.La temperatura del agua aumenta un poco durante este proceso de compresión isentropica debido a una ligera disminución en el volumen especifico del agua. La distancia vertical entre los estados 1 y 2 en el diagrama T-s se exagera de la manera considerable para la mayor claridad.
El agua entra a la caldera como liquido comprimido en el estado 2 y sale como vapor sobrecalentado en el estado 3. Lacaldera es básicamente un gran intercambiador de calor que se origina en los gases de combustión, reactores nucleares u otras fuentes, se transfiere al agua esencialmente a presión constante. La caldera, junto con la sección donde el vapor se sobrecalienta, recibe el nombre de generador de vapor.
El vapor sobrecalentado en el estado 3 entra a la turbina donde se expande isentropicamente y...
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