Geologia

Dpto de Tecnoloxía Máquinas térmicas.Ciclos.

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MÁQUINAS TÉRMICAS. CICLOS TERMODINÁMICOS Y ESQUEMAS. TEORÍA.
Una máquina térmica es un dispositivo que trabaja de forma cíclica o de forma continua para producir trabajo mientras se le da y cede calor, aprovechando las expansiones de un gas que sufre transformaciones de presión, volumen y temperatura en el interior de dicha máquina. Veremos elfuncionamiento real de algunas máquinas, y el ciclo termodinámico que sigue el gas en su interior, pero para realizar cálculos hacemos unas hipótesis: 1. El gas que evoluciona en el interior de la máquina es ideal. 2. Aunque suele entrar y salir gas de las máquinas, se analiza un volumen fijo, como si fuera siempre el mismo gas el que se calienta, se enfría, recibe o realiza trabajo. 3. Lascombustiones se consideran como aportes de calor desde una fuente a temperatura elevada, y la expulsión de gases quemados con la pérdida de calor que eso supone, se considera enfriar el volumen fijo. 4. Los procesos que sufre el gas son cíclicos, y el final de cada ciclo coincide con el estado inicial del gas. CICLO DE CARNOT -En el proceso C-D le damos calor al aire del cilindro, manteniendo latemperatura constante e igual a la de la fuente a alta temperatura TA. Esto provoca un aumento de volumen y de presión, por lo cual, todo el calor transferido es convertido en trabajo.

- En el proceso D-A se permite una expansión adiabática sin intercambio de calor con el exterior, a fin de disminuir la temperatura y a costa de perder presión. - En el proceso A-B se pone en contacto el sistema con lafuente de calor a baja temperatura T B y el gas comienza a comprimirse, pero no aumenta su temperatura porque va cediendo calor a la fuente fría. Al no cambiar la temperatura tampoco lo hace la energía interna, y la cesión de calor implica que hay que hacer un trabajo sobre el sistema. - Por último, en el proceso B-C se mantiene aislado térmicamente el sistema mientras se comprime, con lo cualaumenta su temperatura hasta el estado inicial. La energía interna aumenta y el calor es nulo, habiendo que comunicar un trabajo al sistema. Conclusiones
1. El rendimiento de Carnot sólo depende de las temperaturas máxima y mínima que se alcanzan en el ciclo. 2. El rendimiento es tanto mayor cuanto más elevada es la temperatura alta y cuanto menor es la temperatura baja.

Información obtida de :https://sites.google.com/site/tecnorlopez33/tema3-maquinastermicas/01-maquinas-termicas. / http://laplace.us.es/wiki/index.php/Categor%C3%ADa:Problemas_del_segundo_principio_de_la_termodin%C3%A1mica

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CICLO RANKINE El ciclo Rankine es un ciclo que opera con vapor, y es el que se utiliza en las centrales termoeléctricas (y antiguas máquinas devapor en locomotoras o barcos). Consiste en calentar agua en una caldera hasta evaporarla y elevar la presión del vapor. Éste será llevado a una turbina donde produce energía cinética a costa de perder presión. Su camino continúa al seguir hacia un condensador donde lo que queda de vapor pasa a estado líquido para poder entrar a una bomba que le subirá la presión para nuevamente poder introducirloa la caldera.

Diagrama de Clapeyron - En el proceso D-E se aumenta la presión del líquido sin pérdidas de calor mediante un compresor o bomba, al que se aporta un pequeño trabajo. - El proceso E-A-B es una transmisión de calor hacia el fluido de trabajo a presión constante en la caldera. Con este calor se evapora todo el líquido y se calienta el vapor hasta la temperatura máxima. - Laexpansión del proceso B-C se realiza de forma adiabática. El vapor realiza un trabajo en la turbina desde la presión de la caldera hasta un valor bajo de presión al cual se transfiere el vapor al condensador. - El proceso C-D consiste en refrigerar el vapor de trabajo a presión constante en el condensador hasta el estado de líquido, para iniciar de nuevo el ciclo.

Para mejorar el rendimiento del...