MAQUINAS DE FLUIDOS COMPRESIBLES

Notas de Maquinas de Fluidos Compresibles
MAQUINAS DE FLUIDOS COMPRESIBLES
Objetivo: Aplicar los principios teóricos al análisis de maquinas que transforman energía
con base en los ciclos termodinámicos con fluidos compresibles.
UNIDAD I
1.1
1.2
1.3

FUNDAMENTOS DE LAS MAQUINAS DE FLUIDOS COMPRESIBLES
Motores encendido por chispa (Ciclo Otto)
Motores encendido por compresión (CicloDiesel)
Turbinas de Gas (Ciclo Brayton-Joule)

UNIDAD II
2.1
2.2
2.3

COMBUSTION
Estequiometria de la Combustión
Composición de Gases de Combustión
Determinación de Temperatura de Combustión

UNIDAD III
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6

SISTEMAS AUXILIARES
Sistemas de Combustión
sistemas de Escape
Sistemas de Enfriamiento
Sistemas de Inyección
Sistemas de Lubricación
SistemasAnticontaminantes

UNIDAD IV
4.1
4.2
4.3

PRUEBAS EN MOTORES DE COMBUSTION
Parámetros Bassen
Potencia al Freno
Rendimiento Volumétrico

UNIDAD V
5.1
5.2
5.3

COMPRESORES
Definición y Clasificación de Compresores
Principios de Funcionamiento
Análisis Termodinámico

Bibliografía:
1.- Fundamentals of Engineering Thermodynamics. Moran-Shapiro. Editorial Jonh Wiley

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Notas deMaquinas de Fluidos Compresibles
UNIDAD I
CLASIFICACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES TÉRMICOS
DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN
En este curso vamos a tratar con maquinas compresibles y motores de combustión. Los
turbinas de gas también son motores de combustión sin embargo este término es mas
aplicado a los motores de combustión interna reciprocantes que son comúnmente
utilizados en losautomóviles o camiones. Estas maquinas difieren de las plantas de
energía de vapor por que la combustión ocurre en el mismo fluido de trabajo y no en un
componente en donde el vapor es generado por otro dispositivo.
Los dos tipos principales de motores de combustión interna son los motores de ignición
con bujía y los motores de ignición por compresión. En un motor de ignición por chispa, la
mezcla deaire combustible que entra a la cámara es encendida con una bujía. En un
motor de ignición por compresión el aire es comprimido a una temperatura y presión tan
alta que la combustión ocurre espontáneamente cuando el combustible es inyectado.
Los motores de ignición por bujía tienen ventajas en aplicaciones que requieren potencia
de hasta 225kW (292.2 Hp).
Debido a su relativa ligereza y bajocosto estos motores de ignición por chispa son
particularmente usados en automóviles. Los motores de ignición por compresión son
normalmente preferidos para aplicaciones cuando la economía en el combustible y
grandes valores de potencia son requeridos (grandes camiones, buses, locomotores,
barcos, etc.)

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Notas de Maquinas de Fluidos Compresibles

La figura anterior representa un motorde combustión interna que consiste de un pistón
que se mueve dentro de un cilindro con 2 válvulas, la carrera es la distancia que el pistón
se mueve en una dirección. El pistón se dice que está en el punto muerto superior (PMS)
cuando está en una posición en que el volumen dentro del cilindro es mínimo que se
denomina volumen de holgura. Cuando el pistón se mueve a la posición de máximovolumen se dice que está en el punto muerto inferior (PMI) el volumen encerrado entre
estos 2 puntos se denomina volumen de desplazamiento, la relación de compresión r se
define como el volumen en el PMI dividido por el volumen del PMS.
El movimiento reciprocante del pistón se convierte a movimiento rotativo através del
cigüeñal. En un motor de combustión interna, el pistón ejecuta cuatro carrerasdistintas
dentro del cilindro por cada 2 revoluciones del cigüeñal. Los 4 pasos del ciclo del motor
son los siguientes:
1. Con la válvula de admisión abierta, el pistón hace una carrera de admisión para
tomar carga fresca dentro del cilindro para los motores de bujía es una mezcla de
aire y combustible. Para los motores de ignición por compresión la carga es
únicamente aire.
2. Con...