tecnología las maquinas termicas

7/25/2019 Tecnologa Las Maquinas Termicas

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LASMQUINAS

TRMICAS


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LAS MQUINAS TRMICAS

Una mquina trmica es un dispositivo cuyo objetivo esconvertir calor en trabajo. Para ello utiliza de una sustancia de

trabajo (vapor de agua, aire, gasolina) que realiza una serie detransformaciones termodinmicas de forma cclica, para que lamquina pueda funcionar de forma continua. ! travs de dic"astransformaciones la sustancia absorbe calor (normalmente, deun foco trmico) que transforma en trabajo.

Clasifcacin de las mquinas trmicas

#e acuerdo con la combusti$n que se produzca ya sea en el

interior o en el e%terior las mquinas se clasi&can'Mquinas de c!m"ustin e#terna$ Mquina de %a&!r 'tur"ina de %a&!r(

s una mquina que realiza una conversi$n de energa calor&caen energa mecnica mediante un proceso de combusti$n quese realiza fuera de la mquina, generalmente para calentar aguaque, en forma de vapor, ser la que realice el trabajo.

Mquinas de c!m"ustin interna$ M!t!r de cuatr!tiem&!s ' tur"ina de )as(

stas mquinas obtienen energa mecnica directamente de laenerga qumica producida por un combustible que arde dentrode una cmara de combusti$n, la parte principal.

Mquina de %a&!r

ue la mquina trmica ms utilizada "asta el siglo **.

+a energa obtenida al quemar el combustible (gas, petr$leo,carb$n...) se emplea en calentar agua "asta convertirla envapor. ste vapor desplazaba el mbolo, realizando as untrabajo.

e utilizaban muc"o en las locomotoras de vapor para elferrocarril, pero en la actualidad ya no se usan tanto.


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*Cm! +unci!na una mquina de %a&!r,

+as mquinas de vapor trabajan por su motor de vaporalimentado, los mismos que "an alimentado a las locomotoras yotras maquinarias entre los a-os /00 y 120. !unque e%isten

en diferentes tama-os y formas, bsicamente todos funcionande manera muy similar..

n una caldera se "ierve determinada cantidad de aguaincesantemente. 3ras calentarse por un fuego alimentado pordiversos combustibles como madera, carb$n o petr$leo, esta"ierve. 4uando "ierve en la caldera, el vapor que se genera seconcentra generando una alta presi$n y en ese estado se lodirige a una cmara cerrada conocida como cmara de vapor..

l vapor de la caldera entra en la cmara, en donde en ele%tremo delantero se encuentra un cilindro, que por lae%pansi$n del volumen del agua, empuja un pist$n. ! travs deun mecanismo de biela5manivela el movimiento circular de estepist$n se convierte en un movimiento de traslaci$n o derotaci$n.

ste movimiento es capaz de "acer girar ruedas por ejemplo de

una locomotora o incluso provocar la rotaci$n de un rotor en ungenerador elctrico. 4uando acaba con el ciclo, el mbolo vuelve


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al lugar en el que comenz$ y todo el vapor se e%pulsa coninercia aplicando la energa cintica (la misma que tanto tieneque ver en el funcionamiento de la monta-a rusa)..

!l mismo tiempo, mediante una serie de vlvulas se produceuna renovaci$n en la entrada y la salida de los 6ujos de vapor,tambin de forma constante.

Tur"inas de %a&!r

+as turbinas de vapor e%pulsan un c"orro de vapor, calentandocon la energa generada en la quema de un combustible, incide

sobre las paletas de la ruedagiratoria de la turbina realizandoun trabajo mecnico de rotaci$n.

e utiliza en las centralestermoelctricas para mover losgeneradores elctricos y en losbarcos para accionar las "lices.

-unci!namient! de la tur"inade %a&!r

l funcionamiento de la turbinade vapor se basa en el principio

termodinmico que e%presa que cuando el vapor se e%pandedisminuye su temperatura y se reduce su energa interna. stareducci$n de la energa interna se transforma en energa

mecnica por la aceleraci$n de las partculas de vapor, lo quepermite disponer directamente de una gran cantidad de energa.4uando el vapor se e%pande, la reducci$n de su energa internaen 700 cal puede producir un aumento de la velocidad de laspartculas a unos 8.100 9m:". ! estas velocidades la energadisponible es muy elevada, a pesar de que las partculas sone%tremadamente ligeras.

i bien estn dise-adas de dos formas diferentes, las partes

fundamentales de las turbinas de vapor son parecidas.


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4onsisten en boquillas o c"orros a travs de los que pasa elvapor en e%pansi$n, descendiendo la temperatura y ganandoenerga cintica, y palas sobre las que act;a la presi$n de laspartculas de vapor a alta velocidad. +a disposici$n de los

c"orros y las palas depende del tipo de turbina. !dems deestos dos componentes bsicos, las turbinas cuentan con ruedaso tambores sobre los que estn montadas las palas, un eje paralas ruedas o los tambores, una carcasa e%terior que retiene elvapor dentro de la zona de la turbina, y varios componentesadicionales como dispositivos de lubricaci$n y controladores.

M!t!res de cuatr! tiem&!se utilizan en los autom$viles. !provec"an la energa generadaen la combusti$n de una mezcla de aire con gasolina paramover un pist$n.

l trabajo mecnico del movimiento del pist$n de aprovec"apara el desplazamiento del ve"culo.

Un motor de e%plosi$n con ciclo de 7 tiempos se compone porun cilindro, una biela, un cig


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>3iempo ' !#?@@AB

n el primer tiempo una mezcla de gasolina y aire va a entrar enla cmara de combusti$n del cilindro. Para ello el pist$n baja delpunto superior del cilindro al inferior, mientras que la vlvula (ovlvulas) de admisi$n se abre y deja entrar esa mezcla degasolina y aire al interior del cilindro, para cerrarseposteriormente.

+a gasolina es combinada con aire ya que, de por s, la gasolinasola no ardera y necesita o%geno para su combusti$n. +arelaci$n te$rica es gramo de gasolina por 7,/ gramos de aire,pero depende de muc"os factores, como por ejemplo de ladensidad de ese aire. Por eso en los motores modernos unasonda lambda e%amina los gases sobrantes de la combusti$n einforma a la centralita sobre c$mo "a de ser la proporci$n de lamezcla gasolina:aire a suministrar por los inyectores.

>3iempo 8' 4=?PC@AB

n el segundo tiempo, con el pist$n en su posici$n ms baja y lacmara de combusti$n llena de gasolina y aire, la vlvula deadmisi$n se cierra y deja la cmara cerrada "ermticamente. +a

inercia del cig


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se encargan de convertir ese movimiento lineal del pist$n, dearriba a abajo, en un movimiento giratorio.

>3iempo 7' 4!P

n el cuarto tiempo, el ;ltimo de este proceso y que signi&carla cuarta carrera del pist$n y la segunda vuelta del cig


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+a operaci$n bsica de la turbina de gas es similar a la mquinade vapor, e%cepto que en lugar de agua se usa el aire. l airefresco de la atm$sfera 6uye a travs de un compresor que loeleva a una alta presi$n. +uego se a-ade energa dispersando

combustible en el mismo y quemndolo de modo que lacombusti$n genera un 6ujo de alta temperatura. ste gas dealta temperatura y presi$n entra a una turbina, donde see%pande disminuyendo "asta la presi$n de salida, produciendoel movimiento del eje durante el proceso. l trabajo de este ejede la turbina es mover el compresor y otros dispositivos comogeneradores elctricos que pueden estar acoplados. +a energaque no se usa para el trabajo sale en forma de gases, por lo cual

tendrn o una alta temperatura o una alta velocidad. lprop$sito de la turbina determina el dise-o que ma%imiza estaforma de energa. +as turbinas de gas se usan para darlepotencia a aeronaves, trenes, barcos, generadores elctricos, eincluso tanques.


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