Unitat 2 màquines tèrmiques

06/10/2013 Unitat 2. Màquines tèrmiques 1

MÀQUINES TÈRMIQUES I 2n PRINCIPI DE LA TD
• Recordem que el 1r principi de la TD deia que: “en qualsevol procés
l’energia es conserva”
WΔUQ  Sistema
Q-
Q+
W+
W-
• Pel que fa al 2n principi de la TD:

• Enunciem ara el 2n principi de la TD (seguint diversos criteris):
“El calor flueix sempre d’un cos calent a un altre de fred
espontàniament, però no a l’inrevés; per fer-ho cal efectuar un treball a
través de determinats dispositius”
“El treball es pot convertir directament i íntegra en calor, però per
convertir calor en treball calen dispositius, que, a més, no ho faran mai
íntegrament”
“Aquests dispositiu capaços d’extreure el calor d’un cos fred i cedir-lo a
un de calent (màquines tèrmiques consumidores d’energia mecànica) o
de convertir el calor en una certa quantitat de treball (màquines
tèrmiques generadores d’energia mecànica) són precisament les
MÀQUINES TERMIQUES”

Màquines
tèrmiques
generadores
d’energia mecànica
consumidores
de combustió
externa
de combustió
interna alternativa
de combustió
interna rotativa
• Màquines frigorífiques
• Bombes de calor
• Instal·lacions de vapor
• Turbines de vapor
• D’encesa per guspira
• D’encesa per compressió
• Motor Wankel
• Turbines de gas de
cicle obert

QQW ch 
EFICIÈNCIA TÈRMICA O RENDIMENT
WWW Cs 
• Ja que considerem la màquina
com un sistema aïllat, per tant
no existeix ΔU.
• Totes les màquines tèrmiques tenen associat un rendiment o eficiència
tèrmica, ja que no són capaces de transmetre de forma íntegra la calor
en treball.
• Per a una màquina de vapor:

h
t
Q
W
η 
EFICIÈNCIA TÈRMICA O RENDIMENT
On: W  treball net de
sortida
Qh  calor subministrada
per la font calenta
Qc  calor cedida a la
font freda
h
ch
t
Q
QQ
η


h
c
t
Q
Q
1η 

LA MÀQUINA DE CARNOT
• A principis del segle XIX, l’enginyer Sadi Carnot va formular la següent
hipòtesi en relació a l’eficiència de les màquines tèrmiques:
“Cap màquina tèrmica que funcioni entre dues fonts tèrmiques
determinades pot tenir una eficiència superior a la d’una màquina
tèrmica reversible (IDEAL) que funcioni entre les mateixes fonts”
• Llavors una màquina tèrmica reversible és aquella que funciona
cíclicament de manera que quan evoluciona d’un estat a un altre pot
efectuar el camí invers sense pèrdues d’energia.
Ex: màquina reversible no tèrmica seria un pèndol sense cap
fricció amb l’aire.
• La reversibilitat és impossible, ja que suposa la no existència de
forces passives de cap tipus, però és necessària la seva suposició per
a l’estudi posterior de les màquines reals.

1
2
h-21h
V
V
lnTRnWQ 
• Imaginem una màquina tèrmica reversible que funcioni cíclicament a
partir d’un gas ideal:
• 12: Expansió isoterma a Th
(CALDERA)
No existeix ΔU  la calor
absorbida (Qh) és converteix
íntegrament en treball.
• 23: Expansió adiabàtica
(TURBINA)
Baixa la Tª de Th a Tc

4
3
c3-4c
V
V
lnTRnWQ 
• 34: Compressió isoterma a Tc
(CONDENSADOR)
No existeix ΔU, per tant la calor cedida (Qc) és equivalent al treball fet
sobre el gas.
• 41: Compressió adiabàtica
(BOMBA)
Puja la Tª de Tc a Th

h
c
c
T
T
1η 
• El rendiment o eficiència tèrmica de Carnot (ηc) és:
• Aquesta és la màxima eficiència que una màquina tèrmica pot tenir, de la
qual es dedueix que: “com més gran sigui la diferència de temperatures
entre la font calenta i la freda millor serà el rendiment de la màquina”.
• La eficiència de Carnot seria màxima (100%) si es pogués treballar amb
Tc= 0 K (-273 ºC), però això és actualment impossible.
Per tant la millora dels rendiments d’aquestes màquines passa per
treballar amb una Th el més alta possible, la qual cosa queda limitada
per la resistència dels materials a les elevades temperatures.

• Per tant, podem concloure que:
Si ηt < ηc  es tracta d’una màquina irreversible, però real
Si ηt = ηc  es tracta d’una màquina reversible, per tant
impossible
Si ηt > ηc  es tracta d’una màquina totalment impossible
• A partir d’aquí podem establir l’eficiència tèrmica d’una màquina segons
el segon principi de la termodinàmica (ηs)
c
t
s
η
η
η 

• A continuació podem veure un exemple resolt d’aplicació d’eficiències:

L’ENTROPIA (S)
• Si considerem una quantitat de calor |Q| que
passa o evoluciona espontàniament d’un
sistema a un altre de menys temperatura, i
utilitzem la temperatura com un factor per
mesurar la calor |Q| que evoluciona, podem
dir que a mesura que la temperatura
disminueix alguna cosa augmenta per tal que
es conservi l’energia:
...TTTon...ΔSTΔSTΔSTQ 321332211 
i
i
T
Q
S  [J/K o cal/K]

L’ENTROPIA (S)
• El concepte ΔS és anomenat flux d’entropia i va augmentant a mesura
que la calor passa d’un sistema a un altre de més baixa Tª.
• Si un sistema és adiabàtic el flux o variació d’entropia és nul·la, ja que no
hi bescanvi de calor. Sistema adiabàtic = sistema isoentròpic.
• L’entropia total de l’univers mai pot disminuir, ja que en els processos
irreversibles augmenta i en els processos reversibles es manté constant.

• Per representar els cicles en les
màquines tèrmiques, apart dels
diagrames PV, també usem gràfics TS.
• En aquests gràfics les expansions i
compressions isotermes resulten ser
línies horitzontals, i les expansions o
compressions adiabàtiques verticals.
• L’àrea ombrejada en el diagrama TS
representa el treball realitzat o la calor
bescanviada en el cicle:
ch-43c-21h QQΔSTΔSTW 
L’ENTROPIA (S) Diagrames TS

h
h
-21
T
Q
S 
0ΔSΔSΔS total-43-21 
L’ENTROPIA (S) Diagrames TS
• En una màquina de Carnot o màquina tèrmica reversible, la variació total
d’entropia és nul·la.
• Com que la mateixa que es perd per un costat és la que es guanya per
l’altre, ja que no hi ha irreversibilitats, llavors podem escriure, respecte
de l’univers:
c
c
-43
T
Q
S 
• Si el sistema és irreversible, llavors la variació total d’entropia i el treball
perdut en les irreversibilitats valen respectivament:
chtotal SSS  totalcp ΔSTW 

MÀQUINES TÈRMIQUES GENERADORES D’Em
• Són aquelles màquines caracteritzades per:
Reben calor d’una font d’alta Tª (Qh) (solar, combustible,...).
Transformen en treball una certa quantitat de la calor rebuda
extern (W) (normalment en eix de rotació).
Alliberen una certa quantitat de calor a una font de baixa Tª
(Qc) (a l’aire, un riu, mar,...).
Operen de forma cíclica.
generadores
de combustió
externa
de combustió
interna alternativa
de combustió
interna rotativa
• Instal·lacions de vapor
• Turbines de vapor
• D’encesa per guspira
• D’encesa per compressió
• Motor Wankel
• Turbines de gas de
cicle obert

• Pertanyen a aquest grup la majoria de les màquines de vapor.
• S’hi genera calor en una font d’alta Tª a l’exterior de la màquina, que es
transfereix a un circuit tancat d’aigua per tal de vaporitzar-la i extreure’n
energia mecànica a partir de l’energia del vapor a alta P i T.
MÀQUINES DE COMBUSTIÓ EXTERNA
• Els elements principals d’una instal·lació de vapor són:
La caldera o generador de vapor.
Sobreescalfadors.
Turbines.
Reescalfadors.
Economitzador.
Condensador.
Torre de refrigeració.
Xemeneia.
Instal·lacions de vapor

• Actualment, en la producció de treball a partir de treball no s’utilitzen els
mecanismes de biela-maneta, sinó que la transformació de l’energia del
vapor en energia mecànica es du a terme mitjançant turbines, les quals
accionen alternadors, en el cas de les centrals tèrmiques, o hèlix en el
cas de grans vaixells.
• Existeixen bàsicament dos tipus de turbines:
Turbines d’acció
Turbines de reacció
Turbines de vapor
• A les instal·lacions d’alta potència, no es transforma totalment l’energia
cinètica en una sola turbina, ja que degut a l’excessiu salt adiabàtic,
s’originarien unes velocitats excessives. Per aquesta raó l’expansió del
vapor se sol fer esglaonadament en tres etapes (els tres cossos de la
turbina).

Turbines de vapor

Si seguim el CICLE TEÒRIC les quatre
etapes del cicle són les mateixes que hem
vist en els apartats anteriors.
Cicles termodinàmics

MÀQUINES DE COMBUSTIÓ EXTERNA Cicles termodinàmics
A la sortida de la caldera i abans d’arribar a la turbina, el vapor passa
pel sobreescalfador, on la seva T i P augmenten per damunt de les que
tenia a la sortida de la caldera, amb la qual cosa s’augmenta també la
seva efectivitat a la turbina.
Si seguim el CICLE REAL existeixen algunes variacions respecte del cicle
TEÒRIC/IDEAL:
A la sortida del condensador
normalment el vapor no ha
estat condensat totalment, per
la qual cosa resulta impossible
bombejar-lo a la caldera. 
Caldrà continuar extraient més
calor per tal de tenir aigua
líquida i poder-la bombejar.

MÀQUINES DE COMBUSTIÓ INTERNA ALTERNATIVES
• En aquestes màquines la combustió es produeix a l’interior de la
màquina. Els combustibles utilitzats han de ser gasos o líquids
vaporitzats, per poder-los introduir a la màquina amb facilitat.
• S’anomenen màquines alternatives perquè utilitzen un sistema de biela-
maneta per convertir el moviment alternatiu de vaivé de l’èmbol en
moviment rotatiu.
• Existeixen dos tipus de màquines de combustió interna alternatives:
D’encesa per guspira  Gasolina  CICLE OTTO
D’encesa per compressió  Gasoil  CICLE DIESEL

MÀQUINES ALTERNATIVES D’ENCESA PER GUSPIRA

• La màquina d’aquestes característiques més emprada és el motor de
quatre temps (4T) que segueix un cicle Otto.
• Utilitzen la gasolina com a combustible.
• Transformen l’energia tèrmica impulsant el pistó que transforma el seu
moviment alternatiu en circular a través d’un mecanisme de biela-
maneta.
• Els quatre temps d’un motor de gasolina són:
Temps d’ADMISSIÓ
Temps de COMPRESSIÓ
Temps d’EXPLOSIÓ
Temps d’ESCAPAMENT

1
ADMISSIÓ
2
COMPRESSIÓ
3
EXPLOSIÓ
4
ESCAPAMENT

• Arbre lleves de 4 cilindres en línia:

• 4 cilindres en línia:

• 4 cilindres en V:

• 4 cilindres oposats:

• Injectors de gasolina:

Si seguim el CICLE
TEÒRIC podem veure les
quatre etapes del cicle
productiu d’un motor de 4
temps de benzina:
Cicle termodinàmic
Temps d’ADMISSIÓ
Temps d’EXPLOSIÓ

• Si seguim el CICLE REAL podem observar l’arrodoniment de les parts
superior i inferior del cicle de treball positiu. Això és així perquè l’explosió
no és exactament a volum constant, ja que comença una mica
Cicle termodinàmic
abans que el pistó
arribi al PMS, igual que la
vàlvula d’escapament s’obre,
també, una mica abans del
PMI. L’àrea acolorida de la
part inferior representa el
treball negatiu realitzat en
l’admissió i escapament i que
realment, com es pot
observar en el diagrama no
és nul.

MOTORS DE DOS TEMPS (2T)
• En aquest tipus de motors els processos termodinàmics són els
mateixos; el que varia és la forma en què es produeixen.
• Admissió i compressió són simultànies, com l’explosió i
l’escapament.
• Són motors constructivament més senzills (no porten vàlvules, ni arbre
de lleves, pes més reduït...), més econòmics i per tant més indicats per
accionar màquines de poca potència com ciclomotors, grups
electrògenes, serres mecàniques, tallagespes,...
• Teòricament hauria de tenir el doble de potència que un de 4T similars
característiques (cada volta produeix un cicle de treball), però no és així
ja que els gasos de l’admissió entren al cilindre al mateix temps que
surten els de l’explosió  barreja dels dos.

ADMISSIÓ + COMPRESSIÓ
EXPLOSIÓ + ESCAPAMENT

MOTORS D’ENCESA PER COMPRESSIÓ O DIÈSEL
• En aquest tipus de motors l’explosió no es produeix a través d’una
guspira, sinó espontàniament a causa de les condicions de T i P a que
se sotmet el combustible dins la cambra de combustió.
• Utilitzen el gasoil com a combustible.
• Els quatre temps d’un motor de gasoil són els mateixos que en els
motors de gasolina:
Temps d’ADMISSIÓ
Temps d’EXPLOSIÓ

• Admissió: el cilindre s’omple només d’aire.
• Compressió: es comprimeix l’aire a una pressió molt superior a la d’un
cicle Otto, la qual cosa provoca que la temperatura augmenti
considerablement
• Explosió: poc abans d’arribar al PMS, a través d’un injector,
s’introdueix el combustible finament atomitzat. A causa de l’alta pressió
(>150 atm) i temperatura (>600 ºC) el combustible s’inflama
espontàniament, sense que existeixi un front de flama que avanci, i la
combustió es produeix simultàniament en tots els punt de la cambra
combustió  explosió més brusca.
• Escapament: els gasos combustionats són expulsats a l’exterior.

Si seguim el CICLE
TEÒRIC podem veure
les quatre etapes del
cicle productiu d’un
motor de 4 temps de
gasoil:
ADMISSIÓ
COMPRESSIÓ
EXPLOSIÓ
ESCAPAMENT

• Un element característic dels motors dièsel és la bomba d’injecció,
accionada pel mateix motor, que és l’encarregada de fer arribar el
combustible als injectors a la pressió adequada.
• Comparant els motors dièsel amb els de gasolina:
Tenen rendiments més elevats.
Són més robustos
Tenen menys avaries i per tant són més duradors.
Tenen menys consum.
Treballen a pressió més elevada, però no a major temperatura.
Cada cop estan més equiparats pel que fa a pes i prestacions.

CARACTERÍSTIQUES DELS MOTORS
Nombre de cilindres i cilindrada: Els
motors solen tenir 1, 2, 4, 5, 6, 8 o 12
cilindres. El volum de cada cilindre és el que
es genera entre el PMS i el PMI.
La cilindrada és la suma dels volums de cada
cilindre.
crπV 2
C  [cm3]
CCt nVV  [cm3]

min
minC
V
VV
r


Relació de compressió: indica la
relació entre el volum màxim i el mínim
dins del cilindre.
Relació de compressió
OTTO  7-10
DIÈSEL  14-22

ωP 
Potència i parell motor: els fabricants faciliten les dades de
potència i parell màxim per un determinat règim de velocitat angular.
Aquesta informació la podem veure en les següent gràfiques.
vF
t
W
P 

Consum: es sol indicar en:
• Litres o kg de combustible consumits en una hora de
funcionament [l/h] o [kg/h]
• Litres cada 100 km recorreguts a una velocitat determinada.
Un aspecte a considerar és l’ELASTICITAT del motor.
Un motor elàstic és aquell que obté el parell màxim a baixes
revolucions  respondrà amb bona acceleració a un règim de
voltes baix.
Un motor poc elàstic és aquell que necessita que el duguem a
un règim de voltes alt per obtenir una bona resposta en
acceleració  té el parell màxim situat a prop del límit de la
velocitat angular màxima.

AUGMENT DE LA POTÈNCIA EN MOTORS. LA SOBREALIMENTACIÓ
• Per augmentar la potència i el rendiment una
opció seria poder augmentar el grau de
compressió dels motors; això comportaria:
 Un augment de la Tª i la P en el
moment de l’explosió  cicle de
treball més gran.
 Motors més robustos  més
problemes mecànics.
 En motors OTTO  autoencesa
abans del salt de la guspira.
Això fa que el grau de compressió resti
limitat a uns valors determinats.

• L’altre sistema és la sobrealimentació del motor, que consisteix a forçar
l’entrada d’aire, durant l’admissió, a través d’un compressor.
 Combustió molt més efectiva.
 No suposa un augment de
consum de combustible, fins i tot
es redueix, ja que augmenta el
rendiment al produir-se un millor
emplenat del cilindre.
• El compressor utilitzat per a la
sobrealimentació sol ser una turbina
accionada pels mateixos gasos
d’escapament  motors turbo

• El fet que l’aire o la mescla siguin introduïts a pressió dins del cilindre fa
que augmenti la seva Tª i, per tant, el seu volum específic, que redueix
l’efecte de la compressió. Per tal d’evitar aquest efecte, se situa un
bescanviador de calor o intercooler a la sortida del compressor per tal
de refrigerar l’aire abans de que entri al cilindre.

EL MOTOR ROTATIU WANKEL
• Dissenyat per l’enginyer alemany Felix Wankel i es va engegar per
primera vegada el 1963 després d’anys d‘investigació.
• El motor du a terme els mateixos cicles que un motor Otto, però l’un
darrere l’altre en una sola rotació de l’eix motriu.
• Durant un gir del rotor es duen a terme tres admissions, tres
compressions, tres explosions i tres escapaments.
• Per fer-ho, el motor du un rotor, en forma de triangle equilàter amb
els cantons corbats enfora, que gira excèntricament dins d’una
superfície interior que té la forma d’una cambra ovalada.
• El moviment del rotor es transmès a l’arbre motriu per una corona
interior dentada que engrana amb l’engranatge exterior de l’arbre.

TURBINES DE GAS DE CICLE OBERT
• S’utilitzen bàsicament per la propulsió d’aeronaus i per a la producció
d’energia elèctrica.
• A través d’un conducte s’aspira aire i es comprimeix dins d’una
cambra on s’injecta el gas o un combustible líquid polvoritzat que
barrejat amb l’aire inicia la combustió.
• Els gasos produïts en la combustió surten a gran velocitat, passen
per la turbina i la fan girar a gran velocitat.
• Sobre el mateix arbre de la turbina està muntat el compressor, de
manera que part del treball efectuat pels gasos a la turbina s’inverteix
en l’accionament del compressor.

• Els turboreactors funcionen de forma semblant.

MÀQUINES TÈRMIQUES CONSUMIDORES D’Em
• Corresponen a aquest grup les màquines en les quals cal fer un
treball perquè provoquin un flux d’energia tèrmica o calor des d’un
focus fred a un calent.
• Les màquines que poden dur a terme
aquestes accions són la màquina
frigorífica o refrigerador i la bomba
de calor.
• Els refrigeradors i les bombes de
calor treballen entre dues fonts
tèrmiques a diferent temperatura: una
de baixa Tª de la qual s’extreu calor, i
una de calenta on se’n cedeix.

LA MÀQUINA FRIGORÍFICA O REFRIGERADOR

• Funciona amb un circuit tancat, en el qual un gas es sotmet a un
procés de compressió que el fa condensar i a un altre de
vaporització.
• Aquest gas pertany a un grup de fluids
anomenats fluids criogènics, que es
caracteritzen bàsicament per tenir una
elevada calor latent de vaporització i una
pressió d’evaporació superior a
l’atmosfèrica.
• Fins fa ben poc s’utilitzaven els
compostos CFC (responsables en part
de la destrucció de la capa d’ozó).
Actualment s’han substituït per FC.

12
4
3

• S’obté de manera inversa que l’eficiència d’una màquina tèrmica
generadora d’energia mecànica.
Coeficient d’eficiència d’un refrigerador (COP)
W
Q
COP c

ch
c
QQ
Q
COP

o també 
• I l’eficiència màxima segons el segon principi assimilada a la
màquina de Carnot es determina a partir de l’expressió:
ch
c
c
TT
T
COP


• Cal tenir present que el COP pot ser > 1, la qual cosa no indica que el
rendiment sigui > 100 %, sinó que indica la quantitat de calor extreta
per unitat de treball efectuada. En cap cas podrà ser superior a
l’obtinguda amb la màquina reversible o de Carnot (COPc).

• És essencialment un refrigerador on
s’aprofita la calor cedida al
condensador per escalfar un recinte,
i que actua com a sistema de
calefacció. S’anomena bomba
perquè bombeja calor des d’una font
freda a una de calenta.
• Una bomba de calor també pot
actuar com a refrigerador, si el fem
actuar l’inrevés.
LA BOMBA DE CALOR

LA BOMBA DE CALOR

• En la bomba de calor ens interessa conèixer el treball necessari, no
tant per extreure calor (Qc), sinó per cedir-la a la font calenta (Qh)
Coeficient d’eficiència d’una bomba de calor (COP)
W
WQ
COP h 

COP1
Q
W h

d’on 
WQQ ch 
LA BOMBA DE CALOR

MÀQUINES TÈRMIQUES: HISTÒRIA I EVOLUCIÓ
• Les màquines tèrmiques han estat un dels factors que més han influït
en el desenvolupament dels transport i de les indústries.
• Actualment, segueixen sent protagonistes, movent gran part de
l’economia de totes les societats industrialitzades.
• L’ús massiu d’aquestes màquines ha provocat també greus problemes
als diferents ecosistemes (medi ambient), ja que la majoria utilitzen
combustibles fòssils que són els responsables, en gran part, de:
– L’efecte hivernacle
– Les pluges àcides
– Les boires fotoquímiques
• Com la seva substitució resulta difícil en molts camps, les
investigacions actuals van en la línia de millorar els seus rendiments i
reduir les emissions nocives al medi ambient que provoca el seu ús.

• Fins pràcticament el segle XVII, els avenços pel que fa a la utilització
del vapor d’aigua com a fluid energètic van ser gairebé nuls. A partir
d’aquesta època destaquem:
LES MÀQUINES DE VAPOR
Denis Papin (1647-1714): Inventa la
primera olla a pressió i construeix algunes
bombes hidràuliques (l’aigua es bombejada
primer pel vapor a pressió i, posteriorment,
a partir del buit que provocava la seva
condensació)

Thomas Savery (1650-1715): Patenta “L’amiga del miner”, una
bomba hidràulica que extreia aigua de la mina amb l’ajuda del vapor.
Formada per 2 dipòsits que funcionen alternativament. El primer dipòsit
es troba ple d’aigua que serà impulsada a la superfície empesa per la
pressió del vapor provinent de la caldera.
L’altre dipòsit es troba ple de vapor  introduïm aigua freda  al
condensar-se fa el buit  aspira aigua de la mina a través d’una
canonada i es queda ple.
Mitjançant un joc de vàlvules accionades manualment s’anaven omplint
i buidant alternativament els dipòsits.
El dipòsit no podia estar a més de 10 m per sobre del nivell de l’aigua a
aspirar. Sovint es rebentaven les canonades o les calderes per la P.

Thomas Newcomen (1663-1729): També treballa amb màquines
atmosfèriques (la P atmosfèrica és la que fa el W al fer-se el buit). El
vapor procedent de la caldera es introduït en un cilindre que fa pujar
l’èmbol (gràcies també al contrapès que porta aquest).
Introduïm aigua freda en el cilindre ple de vapor  condensació
(producció de W)  buit a l’interior del cilindre  baixada de l’èmbol 
accionament de les bombes encarregades d’aspirar l’aigua.
Després d’això cal evacuar l’aigua de l’interior del cilindre i tornar a
omplir el cilindre de vapor per repetir el cicle.
 Era difícil construir cilindres i èmbols que ajustessin bé (els
materials no estaven encara prou desenvolupats)  juntes de cuir
mullades.

 Era necessària gran quantitat de vapor per omplir el cilindre, ja que
aquest es refredava i calia tornar-lo a escalfar cada cicle:
• Excessiu consum de carbó.
• Procés molt lent
 Aquesta màquina podia
situar-se a la superfície, ja
que no aspirava l’aigua
directament, sinó que a través
d’ella s’accionaven les
bombes hidràuliques.

James Watt (1736-1819): Perfecciona la màquina de Newcomen
col·locant el condensador separat del cilindre, així el cilindre sempre
roman calent, i la condensació es duia a terme en un cilindre apart:
  eficiència del procés.
  consum de carbó.
Watt introdueix el regulador centrífug o de boles, que permet regular
el cabal de vapor al cilindre i mantenir constant la velocitat de la
màquina (és un dels primers dispositius automàtics)
A partir d’aquest moment s’estén molt l’ús de les màquines de vapor a
nivell industrial (no només a la mineria).
 Segueix sent una màquina atmosfèrica (no pot treballar a altes
pressions per la limitació que encara tenen els materials).

• L’impuls definitiu de les altes pressions arriba amb el ferrocarril (degut
a la notable millora de la indústria metal·lúrgica, que proporciona
materials i sistemes que poden aguantar altes P i T).
• A finals dels segle XIX apareixen les primeres turbines de vapor
(Charles Parsons, 1884), que actualment han quedat restringides a la
producció d’electricitat o a l’impuls de grans vaixells o avions.

ELS MOTORS D’EXPLOSIÓ
• Aprofiten l’energia tèrmica produïda en l’encesa d’un combustible dins
d’un cilindre i utilitzen el treball (W) realitzat en l’expansió dels gasos
produïts.
• El primer intent, sense èxit, van ser els motors de pólvora  excessiva
perillositat.
• A la segona meitat del segle XIX es desenvolupa el motor d’explosió i
comença a ser factible la seva utilització. Podem destacar:
Barsanti i Mateucci (italians)  motor d’explosió de gas
d’un sol cilindre, refrigerat amb aigua (5 CV).
Etienne Lenoir (francès) (1863)  construeix el 1r
automòbil amb motor d’explosió de gas. Després un amb
gasolina.

Nikolas Otto i Eugen Langen (alemanys) (1867) 
construeixen motor similar al dels italians però amb menor
vibració i pes.
Després, el 1876, construeixen el Silent–Otto, amb
mecanisme de biela-maneta i quatre temps (més efectiu i
menys sorollós), que encara avui en dia està vigent 
CICLE OTTO
Rudolf Diesel (alemany) (finals segle XIX)  proposa un
motor amb l’encesa per compressió, sense espurna 
CICLE DIESEL
• Actualment es van introduint millores, però el principis de funcionament
segueixen essent els mateixos, el cicle Otto per a motors de gasolina i
el cicle Diesel per a motors de gasoil.
ELS MOTORS D’EXPLOSIÓ

Unitat 2 màquines tèrmiques

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Similar to Unitat 2 màquines tèrmiques

Similar to Unitat 2 màquines tèrmiques (16)

More from davidsanz50

More from davidsanz50 (12)

Unitat 2 màquines tèrmiques