2. Es una máquina o dispositivo
de ingeniería, donde la
energía química, se
transforma en energía térmica.
Tiene la función de producir vapor
para ser utilizado en la generación de
energía mecánica y energía eléctrica,
y para la alimentación a equipos de
procesos. Se ha llegado a plantear
que el generador de vapor es el
corazón de toda la industria moderna.
Se encarga de transferir al agua
la energía en forma de calor de
los gases producto de la
combustión de sustancias
combustibles, para que ésta se
convierta en vapor
Las plantas de vapor se
diferencian de las calderas
por ser mucho más
grandes y complicados.
Su tipo de combustible depende
del estado del material, sea,
Sólidos: Bagazo, Carbón,
Madera y Turba; líquidos:
derivados del petróleo y alcohol;
y gaseoso: gas natural y gas
artificial
3. Es una máquina que realiza una conversión de energía
mecánica mediante un proceso de combustión que se
realiza fuera de la máquina, generalmente para calentar
agua que, en forma de vapor, será la que realice el
trabajo
Esto es todo lo contrario a las maquinas de combustión
interna, en los que la propia combustión, realizada dentro
del motor, es la que lleva a cabo el trabajo.
Estos motores regularmente operan en 4 pasos:
Combustión, Expansión, Refrigeración y Contracción
Un perfecto ejemplo para la de mostración de una
maquina de combustión externa, es una locomotora
4. Es un tipo de máquina de motor térmico en que la combustión se
da en el interior de sí mismo, es decir dentro del cilindro; es un
proceso donde se transforma la energía química del combustible
en energía mecánica.
El nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la
propia máquina, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor.
Cuando el combustible mezclado con oxígeno en el motor arde se
produce una explosión que mueve el pistón haciendo que avance
el vehículo.
Estos motores están impulsados por un combustible (gasolina si es
Ciclo Otto o diésel si es de ciclo diésel);dentro del cilindro
tendremos los distintos componentes como válvulas, pistones,
bielas, etc.; es aquí donde se realizan los 4 tiempos del ciclo
termodinámico: Admisión, Compresión, Explosión y Escape.
5. El ciclo Otto es el ciclo termodinámico que se aplica en los motores de
combustión interna de encendido provocado por una chispa eléctrica
(motores de gasolina, etanol, gases derivados del petróleo u otras
sustancias altamente volátiles e inflamables) Inventado por Nicolaus Otto
en 1876.
En el ciclo de Otto, el fluido de trabajo es una mezcla de aire y gasolina
que experimenta una serie de transformaciones (seis etapas, aunque el
trabajo realizado en dos de ellas se cancela) en el interior de un cilindro
provisto de un pistón
1 - Admisión: la válvula de admisión se abre,
permitiendo la entrada en el cilindro de la mezcla de
aire y gasolina.
2 - Compresión adiabática: la mezcla de aire y
gasolina se comprime sin intercambiar calor con el
exterior.
3 - Explosión: la bujía se activa, salta una chispa y
la mezcla se enciende.
4 - Expansión adiabática: la mezcla se expande
adiabáticamente.
5 - Enfriamiento isócoro: durante esta etapa la
presión disminuye y la mezclase enfría liberándose
calor al exterior.
6 - Escape: la válvula de escape se abre,
expulsando al exterior los productos de la
combustión. Al finalizar esta etapa el proceso
vuelve a comenzar.
6. El motor de cuatro tiempos
Este tipo de motor utiliza cuatro fases para completar el ciclo:
admisión, compresión, explosión y escape. Para todo ello utiliza
dos giros del cigüeñal.
1- Admisión
Se inicia cuando el pistón se encuentra en el punto muerto superior
(punto más alto) y termina cuando llega al punto muerto inferior
(punto más bajo).
2- Compresión
Al llegar al punto muerto inferior, la válvula de admisión también se
cierra, ascendiendo el pistón y reduciendo el volumen de la cámara
de combustión.
3- Explosión
Al comprimirse por completo la mezcla y permanecer las válvulas
de admisión y escape cerradas, la bujía crea una chispa que
quema la mezcla.
4- Escape
Se expulsan los gases producidos durante la combustión y
quedando preparado para empezar un nuevo ciclo (renovación de
la carga).
7. El motor de dos tiempos
Es utilizado principalmente en motores de poca cilindrada y
económicos al ser más sencillo (no cuenta con sistema de
distribución) y ofrecer una menor eficiencia, pero permitir una
mayor potencia a igualdad de cilindrada que los de cuatro tiempos.
1- Compresión y aspiración
El pistón asciende y comprime la mezcla de aire, combustible y
aceite. Esto crea un vacío en el cárter y, al finalizar su recorrido, el
pistón deja libre una lumbrera u orificio de aspiración que permite
que el cárter se llene de nuevo con la mezcla.
2- Explosión y escape
La bujía crea una chispa que prende la mezcla comprimida,
creando una explosión que empuja el pistón hacia abajo. Eso
provoca que la mezcla se comprima en el interior del cárter. El
pistón libera el canal de escape del cilindro, saliendo los gases
resultantes. A través de la lumbrera que conecta el cárter con el
cilindro, la mezcla pre-comprimida llena este y libera el resto de
gases, iniciándose de nuevo el ciclo.
Los motores de dos tiempos son muy habituales en
motosierras, ciclomotores y, en general, mecanismos que
requieren un motor pequeño y barato.
8. Un ciclo Diésel ideal es un modelo simplificado de lo que ocurre en
un motor diésel. El motor de combustión interna diésel se
diferencia del motor de ciclo otto de gasolina, por el uso de una
mayor compresión del combustible para encenderlo, en vez de
usar bujías de encendido (“encendido por compresión” en lugar de
“encendido por chispa”).
En su lugar, aprovechando las propiedades químicas del gasóleo,
el aire es comprimido hasta una temperatura superior a la de auto-
ignición del gasóleo y el combustible es inyectado a presión en este
aire caliente, produciéndose la combustión de la mezcla.
Puesto que sólo se comprime aire, la relación de compresión
(cociente entre el volumen en el punto más bajo y el más alto del
pistón) puede ser mucho más alta que la de un motor de gasolina
(que tiene un límite, por ser indeseable la auto-ignición de la
mezcla). La relación de compresión de un motor diésel puede
oscilar entre 12 y 24, mientras que el de gasolina puede rondar un
valor de 8.
9. Se le denomina ciclo mixto a la generación de energía, a la
coexistencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema,
uno cuyo fluido de trabajo es el vapor de agua y otro cuyo fluido de
trabajo es un gas producto de una combustión o quema.
Es una tecnología que combina una turbina de gas y una turbina de
vapor de condensación de forma que aumenta la eficiencia, en este
caso a las grandes centrales productoras de electricidad.
Una central de ciclo combinado es una planta que produce energía
eléctrica con un generador accionado por una turbina de
combustión, que utiliza como combustible principal gas natural. Los
gases de escape de la combustión son aprovechados para calentar
agua en una caldera de recuperación que produce vapor
aprovechable para accionar una segunda turbina. Esta segunda
turbina, de vapor, puede accionar el mismo generador que la de
gas u otro distinto.
Esquema del funcionamiento de una central de ciclo
combinado:
1.-Generadores eléctricos
2.-Turbina de vapor
3.-Condensador.
4.-Bomba impulsora
5.-Intercambiador de calor
6.-Turbina de gas
10. El ciclo Brayton describe el comportamiento ideal de un motor de turbina
de gas, como los utilizados en las aeronaves. Las etapas de su proceso
son las siguientes:
Admisión: el aire frío y a presión atmosférica entra por la boca de la
turbina
Compresor: el aire es comprimido y dirigido hacia la cámara de
combustión mediante un compresor (movido por la turbina).Puesto que
esta fase es muy rápida, se modela mediante una compresión adiabática
A→B.
Cámara de combustión: En la cámara, el aire es calentado por la
combustión del queroseno. Puesto que la cámara está abierta el aire
puede expandirse, por lo que el calentamiento se modela como un
proceso isobaro B→C.
Turbina: el aire caliente pasa por la turbina, a la cual mueve. En este
paso el aire se expande y se enfría rápidamente, lo que se describe
mediante una expansión adiabática C →D.
Escape: por último, el aire enfriado (pero a una temperatura mayor que
la inicial) sale al exterior. En el diagrama PV esto corresponde a un
enfriamiento a presión constante D→A.
