Maquinas Termicas

Maquinas Térmicas
Clasificación

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Maquinas Térmicas

− Ing. ELIAS Roberto

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Definición: Dispositivo capaz de transformar parte de la energía interna de un combustible en trabajo mecánico útil en el eje. Todos los combustibles, proporcionan energía térmica, y esta es susceptible de transformarse en energía mecánica(movimiento) a través de los llamados motores o máquinas térmicas.

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Fundamento 1º Principio de la termodinámica: ∆U=Q-W ; Conservación de energía 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 conversión completa 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.

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Clasificación: De acuerdo al fluido activo lasmaquinas térmicas se clasifican en: De Combustión Interna: el combustible se quema dentro de la máquina, como en el motor de un coche.

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De Combustión Externa: el combustible se quema fuera del motor, como en el caso de una máquina de vapor. Por ejemplo, las primeras locomotoras olos barcos de vapor.

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Clasificación: A su vez de acuerdo a la naturaleza del fluido activo las maquinas térmicas se clasifican en: De Fluido Condensable De Fluido No Condensable Clasificación: A su vez de acuerdo a la forma de obtener la energía mecánica:

AlternativasRotativas De Reacción

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Rotativas F. C.
Fluido Condensable

Turbomáquinas: Turbina de Vapor Volumétricos: No desarrollados como motores

Alternativas

- Maquina de Vapor

Reacción M.C.E.
Motor de Combustión Externa

- No desarrollados Turbomáquinas: Turbina de gas (ciclocerrado) Volumétricos: No desarrollados

Rotativas

F. no C.
Fluido No Condensable

Alternativas

- Motor de aire caliente (Stirling)

Reacción

- No desarrollados

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Turbina de Vapor

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El diagrama T-s de un ciclo Rankine ideal

Proceso 1-2: Expansión isoentrópica del fluido de trabajo en la turbina desde la presión de la caldera hasta la presión del condensador Proceso 2-3: Transmisión de calor a presión constante desde el fluido de trabajo hacia el circuito de refrigeración, de forma que el fluido de trabajo alcanza el estado delíquido saturado Proceso 3-4: Compresión isoentrópica del fluido de trabajo en fase líquida mediante una bomba, lo cual implica un consumo de potencia. Proceso 4-1: Transmisión de calor hacia el fluido de trabajo a presión constante en la caldera. En un primer tramo del proceso el fluido de trabajo se calienta hasta la temperatura de saturación, luego tiene lugar el cambio de fase líquido-vapor yfinalmente se obtiene vapor sobrecalentado.

η=
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WT − WB QAp
− Ing. ELIAS Roberto

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Turbina de Vapor

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Maquina de Vapor

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