2. MT generadores d’energia mecànica
Característiques generals
• Reben calor d’una font d’alta temperatura (energia solar, petroli,
carbó, etc.)
• Transformen en treball una certa quantitat de el calor que reben
(normalment en forma d’un eix en rotació)
• Alliberen una certa quantitat de calor a una font de baixa temperatura
(a l’aire, a un riu, al mar, etc.)
• Operen dins un cicle
3. MT generadores d’energia mecànica
Tipus
Generadors d’ energia 1.De combustió externa Instal.lacions de vapor
mecànica
Turbines de vapor
2.De combustió interna D’encesa provocada
alternatives
D’encesa per compressió
3.De combustió interna Motor Wankel
rotatives
Turbines de gas
4. 1. Màquines tèrmiques de combustió externa
• És un tipus de màquina que transforma calor en energia
mecànica mitjançant un procés de combustió que té lloc
fora de la màquina.
• Els combustibles utilitzats (carbó, petroli, fuel, gas…)
generen calor que es transfereix a un circuit tancat
generalment d’aigua per tal d’obtenir energia de vapor
d’aigua a alta pressió i temperatura i extreure n energia
mecànica.
5. 1. Màquines tèrmiques de combustió externa
• Una font d’alta temperatura (forn, cremadors) genera calor a
l’exterior de la màquina a partir d’ un material combustible (carbó,
gasoil, fuel, gas…)
• Aquesta calor es transfereix a un circuit tancat d’aigua (caldera) per
tal d’obtenir vapor d’aigua en unes determinades condicions de
pressió i temperatura
• L’energia cinètica del vapor es transformada en treball (turbina o
mecanisme alternatiu biela-maneta)
• El vapor a més baixa pressió i temperatura es condensa
(condensador) i cedeix una quantitat de calor a la font freda.
• El vapor condensat i transformat en líquid és retornat cap a la
caldera (bomba)
10. 1. Màquines tèrmiques de combustió externa
Turbines de vapor
Turbines d’acció
El vapor procedent de la caldera passa per una
sèrie de tubs (toveres) on s’expansiona i
adquereix gran velocitat per tal de fer moure les
pales (àleps) d’una roda o rodet que obliga a
girar
11. 1. Màquines tèrmiques de combustió externa
1.2 Turbines de vapor
Turbines de reacció
Estan formades per una sèrie de rodets amb
àleps a la perifèria, uns de fixos i altres de mòbils,
col·locats alternativament amb diàmetres
creixents.
El vapor procedent de la caldera entra frontalment
passant a través dels àleps dels rodets. Els rodets
fixos fan de toveres i orienten el vapor cap els
rodets mòbils.
13. 2. Màquines tèrmiques de combustió interna
• És un tipus de màquina que obté energia mecànica directament
de l’ energía química interna d’ un combustible que crema dins la
màquina.
• Els combustibles utilitzats han de ser gasos o líquids vaporitzats
per poder ser introduïts a l’ interior de la màquina amb facilitat .
• Les màquines tèrmiques de combustió interna s’anomenen
alternatives quan utilitzen un sistema biela-maneta per convertir el
moviment alternatiu de l’èmbol en rotatiu.
• Les màquines tèrmiques de combustió interna s’anomenen
rotatives quan utilitzen turbines per tal d’ obtenir moviment rotatiu.
14. 2. 1 Màquines tèrmiques de combustió interna
Alternatives D’ encesa provocada o Motor de quatre temps
per guspira (4T)
Motor de dos temps (2T)
D’ encesa per Motor Dièsel
compressió
Rotatives Motor Wankel
Turbines Turbines de gas
Turbines de reacció
Turboreactors
15. 2. 1 Màquines tèrmiques de combustió interna
d’encesa provocada
Motor 4T
Utilitzen la gasolina com a combustible.
Transformen l’energia tèrmica impulsant el pistó que
transforma el seu moviment alternatiu en circular
mitjançant un mecanisme biela-maneta.
17. 2. 1 Màquines tèrmiques de combustió interna
d’encesa provocada
Motor 4T (il·lustració)
18. 2. 1 Màquines tèrmiques de combustió interna
d’encesa provocada
Motor 4T (video: enllaç youtube)
19. 2. 1 Màquines tèrmiques de combustió interna
d’encesa provocada
Motor 2T (enllaç simulació)
1r temps :
Admissió
Compressió
2n temps :
Explosió
Escapament
20. 2. 1 Màquines tèrmiques de combustió interna
d’encesa provocada
Motor 2T (il.lustració)
21. 2. 1 Màquines tèrmiques de combustió interna
d’encesa provocada
Motor 2T (enllaç youtube)
22. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
d’encesa provocada
Avantatges del motor de 2T respecte motor 4T
• Efectua treball útil en cada volta del cigonyal, el de 4T
cada dos voltes.
• Construcció més senzilla: no porta vàlvules
• Més lleuger
• Més econòmic
23. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
d’encesa provocada
Inconvenients del motor de 2T respecte motor 4T
• Combustió poc efectiva, no s’aprofita tot el combustible
degut a que la mescla amb l’oli no s’arriba a cremar del
tot.
• Rendiment menor. Per accionar màquines de poca
potència (ciclomotors, serres mecàniques, etc…)
• Altament contaminant: l’oli es crema continuament i
genera molta més brutícia en l’interior del cil.lindre.
24. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
d’encesa provocada
Diagrama PV teòric (Cicle d’ Otto)
25. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
Per compressió
Dièsel
• Utilitzen gasoil com a combustible.
• Els cicles més freqüents són els de 4T, però també hi ha de 2T.
• Utilitza injectors de combustible enlloc de carburador i bugies per
tal d’ introduïr el combustible atomitzat.
• L’explosió no es produeix per una guspira sinó que té lloc
espontàniament a causa de les condicions de pressió i temperatura
a que sotmet el combustible dins la cambra de combustió.
26. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
Per compressió
Dièsel (4T) (enllaç simulació)
27. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
Per compressió
Dièsel (4T) (il·lustració)
28. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
Per compressió
Dièsel (4T) (video: enllaç youtube)
29. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
Per compressió
Avantatges del motor Diésel respecte motor 4T
• Major rendiment.
• Més robustos i voluminosos. Major vida útil.
• Consumeix menys combustible degut a que les
temperatures de la combustió són inferiors i els
combustibles són més econòmics.
30. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
Per compressió
Inconvenients del motor Diésel respecte motor 4T
• Més pesats i més cars (costen més de fabricar).
• Velocitats assolides inferiors (triga més a cremar-se el
combustible).
• Fan més soroll i provoquen més vibracions.
31. 2. 2 Màquines tèrmiques de combustió interna
Per compressió
Diagrama PV teòric: (Cicle Dièsel)
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41. 2. 3 Màquines tèrmiques de combustió interna
rotatives
Motor Wankel
• El motor du un rotor amb forma de triangle
equilàter amb els costats corbats cap en fora que
gira excèntricament.
• Segueix les 4 fases del cicle de Otto un darrera de
l’altre amb una sola rotació de l’eix motriu del
motor.
• Durant un sol gir del rotor, es duen a terme tres
admissions, tres compressions, tres explosions i
tres escapaments.
42. 2. 3 Màquines tèrmiques de combustió interna
rotatives
Motor Wankel (enllaç simulació)
43. 2. 3 Màquines tèrmiques de combustió interna
rotatives
Motor Wankel (il·lustració)
44. 2. 3 Màquines tèrmiques de combustió interna
rotatives
Motor Wankel (enllaç youtube)
45. 2. 3 Màquines tèrmiques de combustió interna
rotatives
Turbines de gas / Turboreactors
• Es fan servir per propulsar aeronaus mitjançant
motors de reacció.
• Les turbines de gas també s’utilitzen per produir
energia elèctrica.
• El seu funcionament es basa en l’energia cinètica
dels gasos que es generen en la combustió que
passen a gran velocitat pels àleps d’una turbina i
l’obliguen a girar.
46. 2. 3 Màquines tèrmiques de combustió interna
rotatives
Turbines de gas
47. 2. 3 Màquines tèrmiques de combustió interna
rotatives
Turboreactors
48. 2. 3 Màquines tèrmiques de combustió interna
rotatives
Turboreactors
