Maquinas Termicas

Republica Bolivariana De Venezuela
Ministerio Del Poder Popular Para La Defensa
Universidad Nacional Experimental Politécnica De La Fuerza Armada
Núcleo Anzoátegui - Extensión Puerto Piritu
IV Semestre Ing. Petroquímica
Termodinámica I

Bachilleres:
Abreu Dhelma
Peraza Carla
Tovar Damaso
Puerto Piritu, 11 de julio del 2012
Fundamentos de la 2da ley de la termodinámicaFacilitador:
Leonor Hernandez

Maquinas térmicas
Se conoce como maquinas térmicas a los artefactos encargados de realizar la transformación del calor en energía mecánica. También se puede decir que una máquina térmica es aquella que provee de trabajo eficaz gracias la diferencia de temperaturas de dos cuerpos. Dado que cualquier máquina termodinámica requiere una diferencia de temperatura, se derivapues que ningún trabajo útil puede extraerse de un sistema aislado en equilibrio térmico, esto es, requerirá de la alimentación de energía del exterior. La segunda ley se usa a menudo como la razón por la cual no se puede crear una máquina de movimiento perpetuo. La figura 1 muestra el esquema de funcionamiento de una maquina termica
Figura 1
Las maquinas térmicas difieren considerablementeunas de otras, aunque todas se caracterizan por lo siguiente:
* Reciben calor de una fuente de alta temperatura (energía solar, hornos, reactores nucleares, etc.)

* Convierten parte de este calor en trabajo (normalmente en la forma de un eje de rotación)

* Liberan el calor de desecho remanente en un sumidero de baja temperatura (la atmosfera, ríos, etc.)

* Operan en un ciclo.Existen tres tipos de maquinas térmicas:
De combustión externa: el combustible se quema fuera del motor. Ejemplo: una máquina de vapor la cual es un motor que transforma la energía térmica de una cantidad de agua en energía mecánica. En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:
1. Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión delvolumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando laenergía cinética de un volante de inercia.

2. El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.

Figura 2
De combustión interna: el combustible se quema dentro de la máquina. El motor de cuatro tiempos es el más usado y se usa en la mayoría de los coches. Paraque un motor genere energía necesita combustible y aire (el oxígeno es un gas necesario para producir la combustión). Se llama de cuatro tiempos porque tiene cuatro fases (ver figura 3):

Figura 3
1. Admisión: La válvula de admisión se abre, baja el pistón haciendo el vacío en el cilindro y entra aire y combustible.
2. Compresión: Se cierran las válvulas y el pistón sube comprimiendo la mezcla(gasolina y aire). La primera vez que sube el pistón lo hace gracias al motor de arranque, que es eléctrico. Después se mueve por los gases producto de la combustión.
3. Explosión: La mezcla comprimida explota, por la chispa de la bujía. Los gases muy calientes se expanden y bajan el pistón.
4. Escape: Se abre la válvula de escape y se expulsan los gases de la combustión, al subir el pistón, poresa válvula. Los gases pasan al tubo de escape que los expulsa al exterior.
De reacción: estas usan el principio de acción y de reacción. Algunos ejemplos de maquinas de reacción son:
* Turborreactor: el aire entra aspirado por las hélices de un compresor. Después pasa a la cámara de combustión, donde se inyecta queroseno. La mezcla arde por la alta temperatura y los gases salen por la...