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BLOQUE I:PRINCIPIOS DE MÁQUINAS

PRINCIPIOS FUNDAMENTALES y

MOTORES TÉRMICOS

UNIDAD DIDÁCTICA: II.1CURSO: 2º BACH TECNOLOGIA INDUSTRIAL

OBJETIVOS1. Repasar los conceptos de energía, trabajo, potencia, rendimiento, etc.2. Conocer los principios termodinámicos y sus consecuencias.3. Clasificar los motores térmicos según dónde se produzca la combustión.4. Analizar los principales tipos de motores térmicos, sus partes y mecanismos principales.5. Calcular parámetros sencillos en motores y sistemas térmicos.6. Analizar la información que proporcionan las curvas características y los diagramas de los ciclos termodinámicos.7. Conocer la filosofía de los mecanismos de cogeneración.

TECNOLOGIA INDUSTRIAL SELECTIVIDADPRINCIPIOS DE MÁQUINAS

1 Conceptos fundamentales 1.1 Energía útil 1.2 Potencia de una máquina 1.3 Momento de una fuerza. Par motor 1.4 Pérdidas de energía en máquinas 1.5 Concepto de rendimiento.

2. Motores térmicos. Clasificación general 2.1 Motores alternativos

3. Circuito frigorífico. Bomba de calor. 3.1 Principio Funcionamiento 3.2 Elementos Fundamentales3.4 Bomba de calor

4. Máquinas de c.c. 4.1 Generador elemental 4.2 Dinamos. Tipos 4.3 Fuerza electromotriz 4.4 Motores. Tipos 4.5 Fuerza contraelectromotriz4.6 Velocidad 4.7 Control arranque y velocidad 4.8 Aplicaciones

0.- INTRODUCCIÓN

Estos componentes pueden interconectarse y, como consecuencia, formar circuitos con una determinada función.

A su vez, los circuitos planteados pueden unirse para formar una estructura más compleja, que denominaremos máquina.

Un paso más, en la construcción se puede dar agrupando estas máquinas para conformar dispositivos, mecanismos, procesos y, en general, sistemas complejos.

En 1º de Bachillerato se analizaron elementos: mecánicos (cadena, polea, engranaje, etc.)eléctricos (resistencia, condensador, etc.)

EJEMPLO DE MÁQUINA COMPLEJA

CÁMARA DESECHABLE

MÁQUINAS SIMPLES

PLANO INCLINADORUEDA

PALANCA

TORNILLO POLEA

MECANISMOS

Plato-cadena

Correa-polea Engranajes

Leva-seguidor

Biela-manivela

1.- PRINCIPIOS FUNDAMENTALES

En la industria se utilizan diversidad de máquinas con la finalidad de transformar o adaptar una energía.

Todas las máquinas cumplen los mismos principios físicos.

1.1.- MOMENTO (M)

1.2.- TRABAJO MECÁNICO (W)Es la relación entre la fuerza que se aplica a un cuerpo y el espacio que este recorre.

1.2.1.- TRABAJO MECÁNICO DE ROTACIÓN

1.2.2.- TRABAJO TERMODINÁMICO

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1.3.- POTENCIA MECÁNICA (P)

RENAULT MEGANE 1.9 DCI 120cv

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1.3.1.- POTENCIA MECÁNICA DE ROTACIÓN

1.3.2.- POTENCIA HIDRÁULICA

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1.3.3.- POTENCIA ELÉCTRICA

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1.4.- ENERGÍA (E)

Es la capacidad de producir trabajo.

Principio de conservación de la energíatambién conocido como el primer principio de la termodinámica

La energía ni se crea ni se destruye, únicamente se transforma.

Principio de degradación de la energíatambién conocido como segundo principio de la energía

Siempre que tengamos una transformación de energía, parte de ésta se transforma en

energía inútil que el sistema no es capaz de aprovechar.

1.4.1.- ENERGÍA CINÉTICA

Aquella que tiene un cuerpo que se traslada.

1.4.2.- ENERGÍA POTENCIAL

Es la debida a la posición que tiene un cuerpo respecto a un plano de referencia y a la acción de la gravedad.

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1.5.- RENDIMIENTO

En toda transformación energética hay pérdidas debidas a rozamientos de las partes móviles, resistencias mecánicas, eléctricas, etc.La valoración de toda transformación energética viene dada por el rendimiento.

También puede calcularse en función del trabajo y de la potencia.

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Tema 5 p.140

Tema 5 p.141

Tema 5 p.141

2.- PRINCIPIOS DE TERMODINÁMICAEn todo proceso, el trabajo realizado no depende sólo del trabajo inicial y final sino que también depende del camino seguido.

El área bajo la curva, que representa el trabajo realizado, puede ser diferente.

En el siguiente caso hay variación de presión y volumen, el trabajo realizado será:

2.1.- CICLOS TERMODINÁMICOSPara que una máquina térmica pueda realizar un trabajo neto, es necesario que trabaje entre dos focos de calor:

Foco caliente del que extraemos calor Q1 o Qc

Foco frío al que cedemos calor Q2 o Qf

Todo sistema termodinámico posee una energía interna de la que no se conoce su valor pero si podemos conocer la variación que puede sufrir. Si tenemos un sistema como el de la figura, aplicando el primer principio de la termodinámica se tiene que:

2.1.1.- MOTOR TÉRMICO

2.1.2.- MÁQUINA FRIGORÍFICA

2.2. TRANSFORMACIONES TERMODINÁMICAS

Las transformaciones termodinámicas suelen representarse usando gráficas. Una de las más utilizadas es el diagrama PV, en el cual en el eje de abcisas se representa el valor del volumen y en el eje de ordenadas se representa la presión.

http://www.educaplus.org/play-138-Transformaciones-termodin%C3%A1micas.htmlhttp://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/teoria/A_Franco/estadistica/termo1/termo1.html#Actividades

2.2.1.- TRANSFORMACIÓN ISOCORA

2.2.2.- TRANSFORMACIÓN ISOBARA

2.2.3.- TRANSFORMACIÓN ISOTERMA

2.2.4.- TRANSFORMACIÓN ADIABÁTICA

Diferencia en la pendiente de una adiabática y una isoterma:La adiabática presenta mayor pendiente que la isoterma.

IDEAS PARA RECORDAR

2.3.- CICLO DE CARNOT

Es un ciclo termodinámico ideal reversible entre dos fuentes de temperatura, en el cual el rendimiento es máximo.

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/teoria/A_Franco/estadistica/carnot/carnot.htm

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Actividades de conclusión

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3.- MOTORES TÉMICOS

Un motor térmico es una máquina cíclica que tiene como misión transformar energía térmica en energía mecánica que sea directamente utilizable para producir trabajo.Si el motor térmico utiliza combustible como fuente térmica, se denomina motor de combustión.

3.1.- CLASIFICACIÓNSe pueden clasificar siguiendo diferentes criterios:

1.- Según el lugar dónde se realiza la combustión.

A) Fuera del motor.El calor desprendido es transmitido a un fluido

intermedio, que produce la energía mecánica. Ejemplo: La máquina de vapor

B) Motores de combustión interna:La combustión se produce en una cámara interna

del propio motor, donde se generan los gases que producen la expansión que causa el trabajo. Ejemplo: El motor de un automóvil

2.- Según el ciclo del motor.

A) Motores de cuatro tiemposSe llaman así porque se necesitan cuatro

etapas para desarrollar el proceso o ciclo completo: admisión, compresión, expansión y escape.

Ejemplo: Los motores de los coches.

B) Motor de dos tiemposEn este caso, el ciclo se lleva a cabo en dos

etapas: admisión-compresión y expansión-escape.

Ejemplo: Los motores de los ciclomotores.

3.- Según el tipo de movimiento del motor.

A) AlternativosEl fluido actúa sobre un pistón dotado de movimiento alternativo de subida y bajada.

Ejemplo: Motor convencional de gasolina.

B) RotativoEl fluido actúa sobre pistones o turbinas que giran.

Ejemplo: Motor Wankel.

3.2.- Máquina de vapor

Una máquina de vapor funciona con vapor de agua. Este vapor tiene una gran presión y es capaz de mover un pistón.

Mediante un sistema biela manivela se convierte en movimiento giratorio que va a las ruedas.

Mediante un distribuidor el vapor hace presión en una cara u otra del pistón, moviéndolo adelante y atrás.

CORTE DE UNA MÁQUINA DE VAPOR

3.2.1.- Turbina de vaporEl funcionamiento de la turbina de vapor es similar al de la máquina de vapor, pero aquí el vapor a presión choca contra las palas de una turbina y hace que ésta gire.La turbina de vapor es el sistema más utilizado en las centrales térmicas para producir electricidad. La energía desprendida al quemar el combustible calienta el agua en la caldera hasta convertirla en vapor a presión y temperatura elevadas. El vapor a alta presión hace girar a la turbina, que está conectada con el generador eléctrico, que produce la energía eléctrica.El vapor que sale de la turbina se enfría en el condensador y se convierte en agua.

3.3.- MOTOR ALTERNATIVO DE COMBUSTIÓN INTERNA

Es el más común entre los vehículos.

Dos grupos:– Motor de explosión (MEP) o motor Otto. Motor convencional de gasolina.

– Motor de combustión (MEC) o motor Diesel. Funciona con gasóleo.

ARCHIVO DOCUMENTALES: motor de gasolina MONTAJE Y FUNCIONAMIENTO

3.3.1.- PARTES FUNDAMENTALES

Desde el punto de vista estructural, el cuerpo de un motor de explosión o de gasolina se compone de tres secciones principales:

• Culata, sella la parte superior de los cilindros para evitar pérdidas de compresión.

• Bloque, están ubicados los cilindros donde se desplazan los pistones.

• Cárter, lugar donde se deposita el aceite.

Válvulas, permiten la entrada y la expulsión de los gases.

Árbol de levas, eje parecido al cigüeñal, pero de un diámetro mucho menor, compuesto por tantas levas como válvulas de admisión y escape.

Biela, pieza metálica que une el pistón con el cigüeñal para convertir el movimiento lineal y alternativo en movimiento giratorio.

Cigüeñal, eje con manivelas, con dos o más puntos que se apoyan en una bancada integrada en la parte superior del cárter que le permite poder girar con suavidad.

Volante de inercia, rueda metálica dentada, situada al final del eje del cigüeñal, que absorbe o acumula parte de la energía cinética que se produce durante el tiempo de explosión y la devuelve después al cigüeñal para mantenerlo girando.

Filtro de aire, elimina el polvo del aire que entra.

Inyector de gasolina, controla de forma electrónica la pulverización de la gasolina en cada cilindro.

Bomba de gasolina, extrae la gasolina del depósito.

Bobina de encendido, dispositivo eléctrico que crea alto tensión para que salte la chispa en la bujía.

Bomba de aceite, envía aceite a alta presión a los mecanismos.

3.3.2.- FUNCIONAMIENTO MOTOR DE GASOLINA

3.3.3.- FUNCIONAMIENTO MOTOR DIESEL

3.3.3.1.- Diferencias con el motor de gasolinaRespecto a los elementos constructivos son similares, aunque existe una diferencia en el sistema de encendido (bujía).

Debido a las grandes presiones que los Diesel deben soportar, existe una diferenciaen cuanto a tamaño volumen del motor.

– Los motores Diesel son más robustos y voluminosos. Poseen más vida útil.– Los cilindros deben ser mayores y las cámaras de compresión menores.– Las válvulas son más robustas.– El aceite de engrase es de mayor calidad.– El combustible es más barato y se requiere mayor consumo para conseguir igual

potencia. El gasóleo es más denso que la gasolina y ocupa menos espacio en el tanque.

– Los motores Diesel tienen mayor rendimiento térmico a igual calor de combustión.– Producen una combustión completa del gasóleo– Emiten menos gases nocivos– El gasóleo no produce vapores inflamables

Los Diesel también poseen inconvenientes:– Son más pesados y caros, pues sus costes de fabricación son mayores.– No desarrollan grandes velocidades, ya que tarda más el combustible en quemarse– Son más ruidosos y poseen mayores vibraciones.

3.3.4.- FUNCIONAMIENTO MOTOR DE 2 TIEMPOS

Ventajas1.El motor de dos tiempos tiene mayor potencia que el de cuatro tiempos: Esto se debe a que este motor efectúa trabajo útil en cada vuelta del cigüeñal, mientras que el de cuatro tiempos efectúa trabajo útil cada dos vueltas.2.El motor de dos tiempos es más sencillo3.Menos consumo de combustible, puesto que posee menores pérdidas mecánicasInconvenientes1.Menor rendimiento mecánico2.El aceite llega a mezclarse con el combustible en la cámara de combustión, por lo que el consumo de aceite es mayor.

Aplicaciones: Pequeños motores para lanchas fueraborda, motocicletas, motosierras,...

3.3.5.- FALLOS EN UN MOTOR DE GASOLINALa mayoría de los problemas que puede presentar un motor de gasolina se deben, principalmente, a defectos eléctricos, de combustible o de compresión.

1.- Defectos eléctricos

Bujía demasiado vieja o con mucho carbón acumulado. Cables deteriorados que producen salto de chispa y, por tanto, pérdidas de la corriente de alto voltaje. Batería descargada, por lo que el motor de arranque no funciona.

2.- Fallos de combustible

No hay combustible en el tanqueHay gasolina en los inyectores, pero la toma de aire se encuentra obstruida, impidiendo que la mezcla

aire-combustible se realice adecuadamente. Hay impurezas en el depósito de gasolina como, por ejemplo, agua o basuras, que se mezclan con el

combustible.

3.- Fallos de compresiónCuando la mezcla de aire-combustible no se puede comprimir de forma apropiada, la combustión no se efectúa correctamente dentro del cilindro produciendo fallos en el funcionamiento del motor. Estas deficiencias pueden estar ocasionadas por:

Aros de compresión o fuego del pistón gastados, por lo que la compresión de la mezcla aire-combustible no se efectúa convenientemente y el motor pierde fuerza.

Las válvulas de admisión o las de escape no cierran herméticamente en su asiento, provocando escape de la mezcla aire-combustible durante el tiempo de compresión.

Escapes de compresión y de los gases de combustión por la culata debido a que la “junta de culata”, que la sella herméticamente con el bloque del motor se encuentra deteriorada.

Otros defectos que pueden ocasionar el mal funcionamiento del motor de gasolina son los siguientes:

Falta de lubricante en el cárter, lo que impide que el pistón se pueda desplazar suavemente por el cilindro llegando incluso a gripar o fundir el motor.

3.3.6.- SobrealimentaciónConsiste en introducir más cantidad de aire y combustible en los cilindros para que la explosión sea más violenta y pueda obtenerse mayor potencia del motor.Lo que se hace es aprovechar la energía cinética de los gases de escape para mover una pequeña turbina conectada por un eje a un compresor que comprime el aire de admisión. Como en la compresión el aire se calienta y aumenta de volumen, se coloca un pequeño radiador llamado intercooler para evitar este efecto.El intercooler enfría el aire y entra en el cilindro a una presión superior a la atmosférica. Al haber más comburente, se puede inyectar más combustible y la explosión es más violenta, lo cual incrementa la potencia del motor.Actualmente casi todos los motores diesel de automoción incorporan turbocompresor e intercooler (turbo-intercooler), ya que así se mejora considerablemente la respuesta del motor a la hora de acelerar el vehículo. En los motores de gasolina, el turbo se utiliza principalmente en competición o en algunos vehículos deportivos.

Los motores térmicos tienen unas características quelos diferencian unos de otros. Se pueden resaltar las siguientes:

Cilindrada Par motorPotencia Consumo específico de combustible

3.4.- Características de los motores térmicos

3.4.1.- Cilindrada

Sus características principales son:– La carrera. Es la distancia que recorre el pistón desde el punto muerto superior (PMS) hasta el punto muerto inferior (PMI).– El volumen unitario. Es el volumen de un cilindro.– El volumen total del motor. Es el producto del volumen unitariopor el número de cilindros.– La relación de compresión. número que indica el número de veces que es mayor el volumen que ocupa la mezcla al final de la admisión (pistón en PMI), respecto al volumen al final de la compresión (pistón en PMS).

Los cilindros son los huecos situados en el bloque motor. El número y el volumen de cilindros es diferente en cada motor.

3.4.2.- Par motorEl par motor (M) es el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo para hacerle girar, por la distancia al punto de giro.El par generado en el motor es consecuencia de la longitud de lamuñequilla del cigüeñal, y de la fuerza que recibe esta del pistón a través de la biela. La longitud de la muñequilla es constante, no así la fuerza recibida por el cigüeñal, que es distinta para cada número de revoluciones.

3.4.3.- PotenciaLa potencia en el motor se obtiene multiplicando el par motor por la velocidad angular (n) que puede venir dada en revoluciones por minuto (rpm) o por los radianes por segundo (rad/s):

3.4.4.- Consumo específicoEl consumo específico de combustible es la cantidad de combustible consumida por unidad de potencia generada y tiempo de funcionamiento.Se mide en g/kWh.

El consumo específico suele oscilar entre los valores siguientes:– En motores de gasolina: de 220 g/kWh a 340 g/kWh.– En motores diésel: de 150 g/kWh a 250 g/kWh.

3.4.5.- Rendimiento térmicoDurante la combustión de la mezcla se genera una cantidad de calor. Parte de este calor se pierde a través del circuito de refrigeración, y otra parte importante, se pierde por los conductos del escape.El calor útil es el calor generado menos el calor perdido.

El rendimiento térmico medio en los motores actuales suele oscilar entre valores de un 30 a un 40%

3.4.6.- Curvas característicasLas curvas características indican cómo varían las magnitudes físicas en función de las revoluciones del motor. Para representarlas se utilizan diagramas en los que se especifican las revoluciones en el eje de abcisas, y los diferentes parámetros, con sus unidades, en el eje de ordenadas:

– Curva de par motor. El par motor no es constante ya que, la fuerza que recibe el cigüeñal del pistón varía porque la presión que se genera en la cámara de compresión cambia.

– Curva de potencia. A partir de que el par empieza a disminuir, la potencia sigue subiendo, aunque más lentamente, hasta que la proporción del aumento de revoluciones es menor que la disminución del par.

– Curva de consumo específico. El consumo específico va disminuyendo con las revoluciones hasta un punto próximo al máximo par. A partir de ahí, el consumo específico aumenta a medida que se incrementan las revoluciones.

3.5.- Ciclo OttoCiclo usado por primera vez por Nicolaus Otto en 1877 (Motor de gasolina). El ciclo en cuestión consta de cuatro etapas o tiempos, dos adiabáticos y dos isocoros: Como ciclo que es, es cerrado, es decir que se parte de una condiciones iniciales de presión, temperatura y volumen del gas y se regresa al punto de partida en las mismas condiciones y como motor, absorbe un calor Q1 y cede un calor Q2 al exterior. La diferencia entre energía consumida y cedida se transforma en trabajo.

Primer tiempo: Admisión (0-1): En esta etapa, baja el pistón arrastrado por la inercia del cigüeñal, mientras se mantiene abierta la válvula deadmisión por la que entra, por aspiración, la mezcla del combustible (gasolina) y aire en el cilindro. La válvula de escape permanece cerrada. El gas sufre una expansión isobárica (a presión constante, la atmosférica, Pamb) y a la temperatura del exterior (temperatura ambiente). Al final de la etapa, se cierra la válvula de admisión. Esta etapa finaliza cuando el pistón alcanza el PMI. El cigüeñal ha girado media vuelta.

Segundo tiempo: Compresión adiabática (1-2) (sin intercambio de calor): En esta etapa, sube el pistón mientras se mantienen cerradas las dos válvulas. En consecuencia el gas se comprime de forma adiabática, elevándose la temperatura de la mezcla. Elgas, por lo tanto, sufre una compresión adiabática que eleva la presión de la mezcla. Esta compresión conlleva trabajo negativo. Esta etapa finaliza cuando el pistón alcanza el PMS.

Tercer tiempo: Explosión-expansión (2-3 y 3-4): Al alcanzar la mezcla la máxima compresión (en el PMS), salta la chispa de la bujía y, por lo tanto, explosiona la mezcla del combustible y el aire, lanzando de forma brusca el pistón hacia abajo. En estetiempo, ambas válvulas permanecen cerradas. Este tiempo, como se observa en el diagrama consta de dos etapas: la isocora (2-3) en la que ocurre la explosión, que implica un incremento brusco de presión y un fuerte consumo de calor a volumen constante, un incremento tan rápido que no hay apenas variación de volumen, aunque sí de temperatura. La siguiente etapa (3-4) es la expansión adiabática (no se intercambia calor) en la que se efectúa trabajo positivo y tanto la presión como la temperaturadescienden. Esta etapa es la única que realmente genera trabajo. Esta etapa finaliza cuando elpistón alcanza el PMI, que es cuando se abre la válvula de escapa.

Cuarto tiempo: Escape (4-1 y 1-0): Al principio de esta etapa se abre la válvula de escape. Los gases de la combustión escapan al exterior, por lo que la presión y la temperatura bajan bruscamente a volumen constante (etapa 4-1, isocora). El calor selibera en esta etapa, la temperatura bajará hasta la del exterior. Al igual que la presión, que alcanzará la atmosférica. Inmediatamente después comienza a subir el pistón a presión constante (la atmosférica), es decir, la etapa (1-0) es una compresión isobárica. Este tiempo finaliza cuando el pistón alcanza el PMS y llegado al él, se cierra la válvula de escape y se abre la válvula de admisión. El ciclo vuelve a empezar.

3.7.- Turbinas de gasLa turbina de gas es un motor térmico rotativo, de reacción, y de flujo continuo.La etapa de compresión de aire absorbe aproximadamente 2/3 del trabajo producido por la turbina.El esquema de funcionamiento es el siguiente:

3.8.- CogeneraciónMétodo utilizado para ahorrar energía. Se llama así porque se genera a la vez calor y electricidad. Consiste en aprovechar el calor que el motor debe ceder al foco frío.Hay algunas industrias que requieren energía eléctrica (o mecánica) y calor para su proceso productivo. En estos casos, puede utilizarse un motor térmico con un generador eléctrico para producir la electricidad necesaria. El calor cedido al foco frío se canaliza y utiliza en el proceso productivo industrial, de modo que con un mismo motor se obtienen dos tipos de energía.

Ejemplo: Vivienda que necesita electricidad para iluminación y otros equipos eléctricos y calor para la calefacción.

PERDIDAS ENALTERNADOR

2%

PERDIDAS RADIACION 2%

32%

100%

2565 KW

CALOR ENGASES DE

ESCAPE

400ºC

39%

1000KW

POTENCIAELECTRICA

COMBUSTIBLE

REFRIGERACIONACEITE

5%

ENFRIAMIENTOCAMISAS

13%

REFRIGERACIONAIRE DE CARGA

5%

Motor para cogeneraciMotor para cogeneracióón con gas naturaln con gas natural

Turbina de gas para cogeneraciTurbina de gas para cogeneracióónn

28%

1000 KW

PERDIDAS ENALTERNADOR

2%

65%

2321KW

CALOREN

GASESDE

ESCAPE

POTENCIAELECTRIC

A

500ºC

100%

COMBUSTIBLE3570 KW

TURBINA GENERADOR

PERDIDASREADIACION

5%

CogeneraciCogeneracióón en ciclo combinadon en ciclo combinado

15ºC

TURBINADE

GAS

1000 Kw

2321 Kw

520ºC

3570 Kw

CALDERA DERECUPERACION

INTERCAMBIADORGASES DE ESCAPE

700 Kw2500 Kg/h

DEPOSITODE AGUA

BOMBA

TURBINADE

VAPOR

300 Kw

100ºC

11x

12x

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15x

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4.- MÁQUINA FRIGORÍFICA

En teoría el principio de funcionamiento de los ciclos de refrigeración y también el de las bombas de calor está en el ciclo de Carnot. El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico reversible.

http://www.caurium.com/clientes/rite2008/mod_002/unid_007a_000.html

4.1.- COMPONENTESCompresorComprime el refrigerante e incrementa la temperatura del mismo. Consiste en una bomba de aspiración accionada por un motor eléctrico.

CondensadorEl refrigerante cede calor y se enfría. Se produce un cambio de estado: condensación. Consiste en un tubo doblado en forma de serpentín. Realiza el intercambio de calor del refrigerante con el ambiente.

Tubo capilarEl refrigerante sufre una disminución brusca de la presión. Es un tubo muy fino que produce en el extremo de salida una expansión y cambio de estado del refrigerante.

Evaporadorel refrigerante líquido se transforma en gas absorbiendo el calor del ambiente y de los alimentos. Se produce un cambio de estado evaporación. Consiste en una placa o serpentín

OTROS COMPONENTES:Termostato: es el elemento de control de la temperatura en el interior del frigorífico. Conecta y desconecta el motocompresor en función de la temperatura que se haya seleccionado.

Bandeja de evaporación: Situada encima del motocompresor, contiene el agua procedente de la descongelación. El calor del motocompresor la evapora.

4.1.1.- ESQUEMA DE UNA MÁQUINA QUE ENFRÍA AGUA

4.1.2.- ESQUEMA DE UN AIRE ACONDICIONADO DE UN COCHE

4.2.- CICLO TERMODINÁMICO

De 1 a 2, el gas se expande adiabáticamente en una turbina y produce un trabajo que es aprovechable, por ejemplo, para mover un ventilador situado en el evaporador.

De 2 a 3, el gas pasa por un intercambiador de calor, manteniendo la presión y aumentando su temperatura, mientras se va refrigerando el espacio que queríamos enfriar.

De 3 a 4, el gas se comprime adiabáticamente en un compresor y aumenta su temperatura.

De 4 a 1, el gas pasa por un enfriador a presión constante y vuelve a tener las mismas condiciones que poseía al comienzo del ciclo.

Éste sería un ciclo reversible ideal, por lo que no es posible que se produzca exactamente así en la práctica, ya que es difícil que los procesos se realicen a presión constante v adiabáticamente.

4.3.- BOMBA DE CALOREs una máquina frigorífica con posibilidad de intercambiar el foco frío con el foco caliente. En invierno, el foco frío es el exterior y el caliente, el interior de una vivienda. En verano, el foco frío es el interior de la vivienda y el caliente el exterior.

Para conseguirlo, se deben intercambiar los papeles del condensador y del evaporador para lo que se emplea la válvula de cuatro vías.

4.3.1.- FUNCIONAMIENTO

CICLO DE CALEFACCIÓN

CICLO DE REFRIGERACIÓN

4.4.- EFICIENCIAEn una máquina frigorífica, el rendimiento viene dado por el cociente entre el calor extraído del foco frío y el trabajo mecánico aportado para extraer ese calor. Este cociente puede ser mayor que uno y, por tanto, en lugar de hablar de rendimiento, se habla de eficiencia, y se representa por la letra griega ε (épsilon). También suele denominarse COP (coeficiente de operación).

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ActividadesMotores térmicos

ActividadesMáquinas frigoríficas