diapositivas ciclo ericsson

8/13/2019 Diapositivas Ciclo Ericsson

1/27

TERMODINAMICA

CICLO ERICSSON

Autor: Oscar Ninaya Sarmiento


2/27

HISTORIA

Ericsson patent suprimer motor, basado enel ciclo Brayton de

combustin externa, elao 1833 en Inglaterra.Dieciocho aos antes queJoule y 43 aos despues

que Brayton. Los motoresde Brayton eran depistones, casi todos decombustin interna y sin

recuperador.


3/27

CICLO ERICSSON

John Ericsson, que proyect y construy variosmotores de aire caliente basados en diferentesciclos termodinmicos

Su primer ciclo era muy parecido alactualmente llamado ciclo Brayton (que es elque siguen las turbinas de gas), pero con

combustin externa.La segunda versin es la conocida actualmente

con el mismo nombre CicloEricsson


4/27

El ciclo Ericsson es imprctico, sirve para

mostrar como podra actuar un generador

para aumentar la eficiencia trmica, este

ciclo con compresin y expansin

isotrmica, proporciona un trabajo limpio

por revolucin. El uso de un

intercambiador-regenerador aumenta elrendimiento al reducir las necesidades de

aportacin de calor.


5/27

Los procesos de

expansin y

compresin

isotrmicos se

llevan a cabo en

la turbina y el

compresor.


6/27

CICLO ERICSSON IDEAL

Se supone que el que sigue el ciclo es un gas.

Consta de 4 fases:

Compresin isotrmicaCalor aadida a presin constante

(calentamiento isobrico)

Expansin isotrmicaEnfriamiento a presin constante

(enfriamiento isobrico)


7/27

El ciclo Ericsson antes ydespus de las etapas decompresin y expansin

isotermas tienen lugarprocesos de aportacin ycesin de calor isbaros enlugar de iscoros. Las cuatro

transformaciones quecomponen el ciclo existeintercambio de calor, eigualmente, tanto el niveltrmico como la cantidad de

calor intercambiado, esta veza presin constante, sonidnticos en estas etapas deaportacin de calor y de

cesin de calor.


8/27

Tambin en este caso la recuperacin del

calor cedido, la aportacin de calor a

presin constante no incumple ni el primerni el segundo principios de la

Termodinmica.


9/27


10/27

PROCESO DEL CICLO DE ERICSSON

En la primera etapa el aire se comprime

isotrmicamente. Se requiere entonces de un

enfriamiento simultneo y el aire fluye a un tanque

de almacenamiento a presin constante. El trabajo

requerido es : W1 = RT1 ln (P1/P2).La segunda etapa es un calentamiento reversible a

presin constante y su consecuente expansin. El

aire caliente fluye del tanque a presin elevada

constante hacia el cilindro de potencia. En estecaso el calor requerido es: Q2A= Cp (T3T2).


11/27

En la tercera etapa el aire se expande en le

cilindro isotrmicamente, recibido calor

externo. El trabajo de salida igual a:

W2= - RT3ln (P3/P4).

La ultima etapa es un enfriamiento

reversible a presin baja constante, y elcalor liberado es


12/27


13/27

COMPARACION CON LOS CICLOS DE

CARNOT Y STIRLING

ASL/RAD/2001

son usados en

motores de

combustin

externaEricsson se parece

mucho al motor

Strling de doble

accin


14/27


15/27


16/27


17/27

EFICIENCIA DEL CICLO ERICSSON


18/27


19/27

Los motores Ericsson se basan en

el ciclo Ericsson. Son de

combustin externa por lo que el

gas motor se calienta desde el

exterior. Para mejorar elrendimiento (trmico y total) el

motor Ericsson dispone de un

regenerador o recuperador de calor.

Puede funcionar en ciclo abierto o

cerrado. La expansin y lacompresin se producen

simultneamente, en las caras

opuestas del pistn.


20/27

En la posicin actual (el pistn

en la posicin ms baja) el aire

de la cmara inferior se

calienta mediante calor

aportado exteriormente (color

rojo oscuro o rojo marrn).

El aire de la cmara superior

ha sido aspirado al bajar el

pistn y est a presin

atmosfrica (color azul).


21/27

El pistn comienza a subir por la

presin del aire calentado. Se

producen simultneamente la

expansin del aire caliente y la

compresin del aire de la cmara

superior (aspirado en la fase previa).

El aire pasa a la izquierda obligado

por la vlvula antirretorno de la

admisin. Una vlvula antirretorno le

permite el paso al depsitoacumulador de aire fro


22/27

En el punto muerto superior

pasa al depsito fro la mxima

cantidad de aire aspirado

posible. La vlvula de paso(dibujada abajo y a la izquierda)

se abre y permite el paso del

aire fro a travs del

recuperador hasta la cmara

inferior que lo recibe.

Un volante de inercia hace que

el pistn doble-funcin empiece

a bajar, empujando el aire

precalentado a travs delrecuperador y aspire aire

atmosfrico a la cmara

superior.


23/27

En el cuartoinferior, el aireprecalentado se

acaba de calentarmientras secomprime. En lafase final el pistn

llega a la posicininferior y elproceso se repite.


24/27

En ingeniera y termodinmica; el motor de

calor realiza la conversin de calor deenerga a trabajo mecnico explotando

temperatura gradiente entre una fuente

caliente y un frio fregadero. El calor es

transferido de la fuente, con cuerpo de

trabajo del motor, al fregadero, y en este

proceso algo del calor se convierte en

trabajo explotando las caractersticas deuna sustancia de trabajo (generalmente un

gas o liquido).


25/27

REGENERADOR

Intercambiador de calor de flujo mezclado y en

contracorriente y lo llam "regenerador

ROBERT STIRLING : invento un dispositivo similar,

antes de que Ericsson, y lo llam "economizador"

Cuando el calor de los gases de escape sirve para calentar

el aire de combustin la denominacin de recuperador es

ms correcta, desde el punto de vista que los flujos estn

separados.

Los Ciclos Stirling y Ericsson difieren del ciclo de Carnot

en que los procesos isentrpicos son reemplazados por

procesos de regeneracinProceso durante el cual se transfiere calor a un dispositivo,

y se transfiere de nuevo al fluido de trabajo en otra parte del

ciclo.


26/27

Aplicaciones de recuperacin de la

energa de los gases de escape,

energa solar y otras.

Un aspecto importante es que el

volumen del recuperador no influyesobre el rendimiento del motor. La

necesidad de vlvulas y el mayor

coste pueden compensarse con un

rendimiento y una potencia

especfica ms grandes.


27/27

CONCLUSIONES

Se ha demostrado que el efecto combinado de interenfriamiento, recalentamiento y regeneracin es unaumento en la eficiencia trmica de un ciclo de

potencia de turbina de gas.

El ciclo de Ericsson es imprctico, sirve paramostrar como podra colocarse un regenerador paraaumentar la eficiencia trmica, utiliza aire calientecomo fluido de trabajo y qu est especficamente

pensado para aplicaciones solares. Otro ciclo de mas importancia que incorpora un

regenerador en su esquema es el ciclo Stirling

diapositivas ciclo ericsson

Documents