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Las máquinas térmicas
3º ESOIES Chapela
Mario S. García
Las máquinas térmicasTransforman la energía térmica en energía mecánica (en movimiento)
Hay dos tipos:
De combustión externa.
De combustión interna.
Máquinas de combustión externa
• El combustible se quema fuera del motor.
Ejemplo:
La máquina de vapor
Maqueta de Máquina de Vapor. Alcázar de Segovia.
Es un motor de combustión externa que transforma parte de la energía contenida en el vapor de agua en trabajo mecánico o cinético.
La Máquina de Vapor
La máquina de vapor de Watt se hizo popular gracias al tren, a los barcos de vapor y a multitud de máquinas que sustituyeron trabajos manuales, a menudo penosos, además de aparecer nuevas utilidades. Así, aparecieron nuevas profesiones.
Minilocomotoras. Museo Militar A Coruña
El combustible se quema dentro de la máquina.
Ejemplos:
el motor de un coche, motocicleta, camión,...
Máquinas de Combustión interna
Tipos de motores de combustión interna:
De 4 tiempos.
De 2 tiempos.
Motores Diesel.
El motor de 4 tiempos:Se usa en la mayoría de los coches. También se conoce como motor de explosión. Para que un motor genere energía necesita combustible y oxígeno del aire.Ojo: Precisan bujía y usan gasolina.Tiene cuatro fases:
El motor de 2 tiempos:
Es un motor más sencillo. Se usa en muchos tipos de motos, cortadoras de césped, etc.
Como el de 4 tiempos, el motor admite combustible, lo comprime, lo explosiona y expulsa los gases, pero TODO lo hace en solo dos fases.
También tiene bujía y funciona con gasolina.
Los motores Diesel:
Usan gasoil y no tienen bujía.La mezcla del aire se comprime muchísimo, alcanzando temperaturas muy altas.
Al inyectar el gasoil, la presión y temperatura lo hacen detonar sin necesidad de chispa eléctrica (por eso no tienen bujía).
Un ejemplo para comprenderlo:
Si aplicas una fuerza sobre un objeto, ese objeto a su vez hará la misma fuerza sobre ti pero en sentido contrario.
A estas fuerzas se les llama acción y reacción.
El reactor es un motor que se basa en este principio.
El cohete es un reactor que lleva en un tanque el combustible y en otro el comburente (normalmente
oxígeno).Los gases al calentarse se dilatan y salen a gran velocidad. Cuanta más velocidad de salida tengan
los gases producidos por la combustión, más velocidad tendrá el cohete. Se cumple que:
Mgas · Vgas = Mcohete · Vcohete
Principio de acción-reacción
Motores para volarTodos emplean el principio de Acción-Reacción
Motores de aviones
Turborreactor, turbofán y turbohélice: Tienen turbina compresora y se usan en aviones comerciales.
Estatorreactor y pulsorreactor: No tienen turbina. Se utilizan en aviones militares y proyectos especiales.
Dos grandes familias de motores:
El turborreactor:
El aire entra aspirado por los álabes de un compresor. En la cámara de combustión, el aire entra en contacto con el queroseno.
Los gases salen por la parte de atrás a gran velocidad.Al salir hacen girar una turbina que, a su vez, obliga al giro
del compresor delantero.
El turborreactor. Maqueta del motor del avión Concorde
El turbofán:Es mucho más silencioso que el turborreactor. Al tener un ventilador (fan), se suman dos efectos: el ventilador refrigera al turborreactor y y el flujo del aire es mayor.El avión avanza gracias al empuje del ventilador (fan) y a los gases que expulsa la tobera.(Esquema en la sg. lámina)
Esquema del turbofán:
Ejemplos: Airbus 320, A380, Boeing 747
Turbohélice o turbopropulsor:La turbina de la parte posterior hace girar al compresor y a una hélice delantera exterior.
La propulsión se debe a dos causas: a los gases que salen por la parte posterior y al empuje de la hélice.
Ejemplo: C-130 Hércules
Tipo especial de motor de reacción: carece de compresores y turbinas. Es una especie de tubo abierto por ambos extremos. La compresión se consigue por la alta velocidad que ha de alcanzar y por el cono que obstaculiza el paso. El aire comprimido se quema en la cámara de combustión, saliendo con una gran expansión, lo que origina un enorme empuje hacia adelante.
El estatorreactor:
Ejemplo: SR-71
Blackbird
Ventajas:
Poco peso.
Sencillez.
Desventajas:
A bajas velocidades, los gases de expansión pueden retroceder hacia la entrada.
El estatorreactor:
Mejora el inconveniente del estatorreactor.
Tiene válvulas que permiten la entrada del aire y se cierran cuando explota la mezcla--> La combustión se produce a pulsos.
Se instalan en aviones que soportan poco peso y suelen volar a baja cota.
El pulsorreactor:
Ejemplo: Motor de arranque para despegue de
Veleros
* FIN *