maquinas termicas

MAQUINAS TÉRMICAS
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. Engeneral la máquina absorberá o perderá calor durante las diversas etapas del ciclo de trabajo.
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) Kelvin: No es posible ningún proceso cuyo resultado sea la conversióncompleta de calor en trabajo. Clausius: No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la transferencia de calor de un cuerpo frío a otro más caliente.
Trabajo efectuado El trabajo realizado por la máquina en un ciclo será el área del ciclo recorrido. 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 cadatransformación, 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 la máquina, sino que también depende del camino recorrido.
Clasificación de las máquinas térmicas Combustión externa: Alternativas (Máquina de vapor) Rotativas(Turbina de gas ciclo cerrado) Combustión interna: Alternativas (Motor explosión) Rotativas (Turbina de gas ciclo abierto)
Ciclo de Carnot Es un ciclo ideal formado entre 2 isotermas y 2 adiabáticas 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:
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 cilindroque convierte la energía en mecánica. Se vuelve a condensar el agua y esta otra vez preparada para ser enviada por la bomba al calentador.

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 introduciendoel líquido en el precalentador a través de la bomba, con un pequeño incremento de temperatura del líquido 5-1 Empieza a aumentar la temperatura del líquido en el precalentador antes de ser introducido en la caldera
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 PMI V2 volumen de la cámara de combustión V1Volumen total Vo + V2 Cilindrada = Vo· núm. cilindros Rendimiento = Rtérmico·Rmecánico Rendimiento térmico δ = Coeficiente adiabático de los gases (normalmente 1,4)
Ciclos Otto. El ciclo idealizado es: 1-2 Compresión adiabática, se comprime el pistón y el combustible 2-3 Absorción instantánea de calor a V=cte, se produce la explosión. 3-4 Expansión adiabática, se produce la expansión del pistón,es cuando se produce trabajo. 4-1 Extracción de instantánea de calor a V=cte, se produce la expulsión de gases y se prepara para la entrada de aire limpio.
Ciclos Diesel El ciclo idealizado es: 1-2 Compresión adiabática, se comprime el pistón y se prepara la inyección del combustible 2-3 Absorción calor a P=cte, se produce la combustión. 3-4 Expansión adiabática, se produce la expansión del...