Maquina Termica

MAQUINA TÉRMICA
1.- Definición
Se denomina Máquina térmica a aquel sistema y/o mecanismo que realiza un ciclo convirtiendo el calor en trabajo.

La Máquina térmica no debe sufrir ninguna variación permanente, después de su utilización debe quedar como al inicio.
El proceso a partir del cual se produce el trabajo se llama ciclo.
El ciclo de una máquina térmica es siempre un ciclo cerrado.En general la máquina absorberá o perderá calor durante los diversas etapas del ciclo de trabajo
2.- Fundamento de las máquinas térmicas
* 1er Principio de la termodinámica
Q=W+ Δ U ; Rendimiento nunca 100%
* 2º Principio de la termodinámica
Es imposible la transferencia de calor de un foco frío a otro caliente
(Sin aporte de energía)
Clausius: No es posible ningún proceso cuyoúnico resultado sea la transferencia de calor de un cuerpo frío a otro más caliente.
Kelvin: No es posible ningún proceso cuyo resultado sea la conversión completa de calor en trabajo.

3.- Diferencia Maquina térmica y máquina frigorífica

Maquina térmica Máquina Frigorífica

4. Trabajo efectuado

El trabajo realizado por la máquina en un ciclo será el área del ciclorecorrido. Si se trata de una máquina térmica ese trabajo será positivo ya que el área se calculará en el sentido del ciclo calculando el área de cada transformación, teniendo en cuenta que cuando se produce una expansión el trabajos será + y cuando se produce una compresión el w será.
Por tanto el trabajo obtenido o realizado por la máquina no depende solo del estado final e inicial de lamáquina, sino que también depende del camino recorrido.
5. Clasificación de las máquinas térmicas
5.1.-Combustion Interna
* Alternativas (Máquina de vapor)
* Rotativas (Turbina de gas ciclo cerrado)
5.2.-Combustion Externa
* Alternativas (Motor explosión)
* Rotativas (Turbina de gas ciclo abierto)
6. Ciclo de Carnot
Es un ciclo ideal formado entre 2 isotermas y 2adiabáticas
* 1-2 Expansión isoterma w = RTcLn(V2/V1) como V2>V1 saldrá w= +
* 2-3 Expansión adiabática w = -Cv(Tf-Tc) ; como Tc>Tf saldrá w = +
* 3-4 Compresión isoterma w = RTcLn(V4/V3) como V3>V4 saldrá w= -
* 4-1Expansión adiabática w = -Cv(Tc-Tf) ; como Tc>Tf saldrá w = -
* El trabajo total será la suma de todos los trabajos El rendimiento será:

7. Ciclo deCarnot

8. Máquina de vapor
Fue la primera máquina en convertir energía térmica en mecánica.
Su funcionamiento se basa en calentar agua a alta presión para elevar su temperatura hasta un vapor saturado. Una vez sobrecalentado ese vapor se deja escapar por un cilindro que convierte la energía en mecánica. Se vuelve a condensar el agua y esta otra vez preparada para ser enviada por la bomba alcalentador.

9. Máquina de Vapor

10. Ciclo máquina de vapor
Ciclo Rankine
* 1-2 Se calienta el líquido en la caldera a P=cte.
* 2-3 Se cede la energía en la turbina bajando la temperatura del líquido
* 3-4 En el condensador se vuelve a licuar el líquido a P=cte
* 4-5 se aumenta la presión introduciendo el líquido en el precalentador a través de la bomba, con un pequeñoincremento de temperatura del líquido
* 5-1 Empieza a aumentar la temperatura del líquido en el precalentador antes de ser introducido en la caldera

11. Motor alternativo de combustión interna

Partes del motor de combustión interna

12. Relación de compresión
Es la relación entre el volumen total y el volumen de la cámara de combustión
Rc = V1/ V2
Vo volumen entre el PMS y PMIV2 volumen de la cámara de combustión
V1 Volumen total Vo + V2
Cilindrada = Vo· núm. cilindros
Rendimiento = Rtérmico·Rmecánico
Rendimiento térmico

δ=Coeficiente adiabático de los gases (normalmente 1,4)
13. Ciclo de cuatro tiempos

14. Ciclo de dos tiempos

15. Ciclos Otto.
* 1-2 Compresión adiabática, se comprime el pistón y el combustible
* 2-3 Absorción...