maquinas termicas

¿Qué es una máquina térmica?
Se denomina máquina térmica a aquel sistema y/o mecanismo que realiza un ciclo convirtiendo el calor en trabajo.
Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina. Se trata de unamáquina de fluido en la que varía el volumen específico del fluido en tal magnitud que los efectos mecánicos y los efectos térmicos son interdependientes.

Según el principio de funcionamiento
Atendiendo al principio de funcionamiento, las máquinas térmicas se clasifican en:
• Máquinas volumétricas o máquinas de desplazamiento positivo, cuyo funcionamiento está basado en principios mecánicos ehidrostáticos, de manera que el fluido en algún instante está contenido en un volumen limitado por los elementos de la máquina. En este tipo de máquinas el flujo es pulsatorio. Se dividen a su vez en dos tipos según el movimiento del órgano propulsor: alternativas, cuyo movimiento es rectilíneo; y rotativas, cuyo movimiento es circular.
• Turbomáquinas, cuyo funcionamiento está basado en elintercambio de cantidad de movimiento entre el fluido y un rodete. En estas máquinas el flujo es continuo.
Teniendo en cuenta lo anterior, podemos clasificar las máquinas térmicas tal como se recoge en el cuadro siguiente.
Máquinas térmicas
Motoras
Volumétricas Alternativas Máquina de vapor

Rotativas Motor Stirling

Turbo máquinas Turbina

Generadoras Volumétricas Alternativas Compresor deémbolo

Rotativas Compresor rotativo

Turbo máquinas Turbocompresor


La primera máquina térmica de que tenemos evidencia escrita fue descubierta por Hero de Alejandría ( ~ 130 a.C.) y llamada la aeolipila. Es una turbina de vapor primitiva que consiste de un globo hueco soportado por un pivote de manera que pueda girar alrededor de un par de muñones, uno de ellos hueco. Por dicho muñónse puede inyectar vapor de agua, el cual escapa del globo hacia el exterior por dos tubos doblados y orientados tangencialmente en direcciones opuestas y colocados en los extremos del diámetro perpendicular al eje del globo. Al ser expelido el vapor, el globo reacciona a esta fuerza y gira alrededor de su eje.


La Aeolipia de Herón de Alejandría.

En la misma obra de Hero se describetambién el primer prototipo de una máquina de presión, que después fue motivo de varios estudios por Matthesuis en Alemania en l57l, de Caus en Francia en 1615 y en Italia por Ramelli en 1588, della Porta en 1601 y Branca en 1629. Posteriormente, en 1663, Edward Somerset, el segundo marqués de Worcester, en su obra Un siglo de invenciones describe un método para elevar un volumen de agua usando vapor.Su descripción es obscura y carece de dibujos; y subsiste la duda de si construyó o no la máquina. No fue sino hasta los años de 1698 a 1725 cuando la idea de Somerset fue puesta en práctica y utilizada para satisfacer diversas necesidades. En 1698 Thomas Savery obtuvo una patente para una máquina utilizada para elevar cantidades considerables de agua. Su funcionamiento consistía esencialmente eninyectar vapor a un recipiente lleno de agua hasta vaciar su contenido por un tubo vertical a través de una válvula de seguridad. Cuando el recipiente se vacía cesa el suministro de vapor y el vapor contenido se condensa por medio de un chorro de agua fría que cae sobre las paredes exteriores de dicho recipiente y que proviene de una cisterna colocada en su parte superior. Esto produce un vacío ypermite que otro tubo, controlado por otra válvula de seguridad, aspire agua del pozo distribuidor a cualquiera que sea la fuente. Entre tanto, una operación paralela se lleva a cabo en otro recipiente semejante al primero. El vapor se suministra de un horno que consiste de una caldera principal que tiene una alimentación continua de agua caliente la cual proviene de otro horno que calienta...