MOTORES  TÉRMICOS  CONTENIDOS  

1.  MAQUINA  DE  VAPOR  2.  TURBINA  DE  VAPOR  3.  MOTORES  DE  COMBUSTIÓN  INTERNA:  motores  de  

explosión,  de  combusJón,  turbina  de  gas.  4.  RENDIMIENTO  DE  LOS  MOTORES  TÉRMICOS  5.  EFECTOS  MEDIOAMBIENTALES.  

INTRODUCCIÓN  

DEFINICIÓN:   disposiJvos   funcionamiento   periódico  transforman  calor  en  trabajo.  TIPOS:  combusJón  externa,  interna,  rotaJvo.  FLUIDO  MOTOR:  vapor  agua,  aire,  mezcla  gases.    

MÁQUINA  DE  VAPOR  1.  PARTES:   hogar,   caldera,   cilindro,   órganos  

movimiento.  2.  CALDERA:  limite  metalúrgico,  sobrecalentador.  3.  CILINDRO:  caja  distribución,  corredera,  émbolo.  4.  ORGANOS  MOVIMIENTO:  vástago,  biela,  manivela  

MÁQUINA  DE  VAPOR  COMPOSICIÓN  DEL  CILINDRO  

MÁQUINA  DE  VAPOR  FUNCIONAMIENTO  

 

MÁQUINA  DE  VAPOR  ESQUEMA  BÁSICO  

CICLO  DE  RANKINE  MODIFICACIÓN  DEL  CICLO  DE  CARNOT:  RAZONES          1. La  condensación  y  evaporación  hace  que  P=k  AB:  Q>O,  P  aumenta  a  T=k  hasta  vapor  saturado  seco  BC:  Expansión  adiabáJca  hasta  T2.  W>0  CD:  Condensación  a  P  y    T  cte  y  hay  líquido  saturado  DA:  Compresión  adiabáJca  liquido  saturado  hasta  A        

           

POTENCIA  MÁQUINA  VAPOR  1.  Depende   de   la   P   y   de   la   canJdad   de   vapor   por  

unidad  de  Jempo.  2.  Se  considera  P  media  en  el  cilindro.  3.  P  =  p.  L.  S.  f  4.  La  potencia  real  es  un  70%-­‐90%  de  la  teórica  5.  Potencia  limitada  a  1000  C.V.    

TURBINA  DE  VAPOR  PALETAS  A  10000  rpm  

     

 1. Gran  ventaja  al  carecer  de  cilindros  pues  no  hay  que  transformar  movimiento.  2. Rendimiento  mayor.  3. Centrales  de  energía  eléctrica  

     

   

   

MOTORES  DE  COMBUSTIÓN  INTERNA  1.  El  agente  motor  es  el  propio  combusJble  y  aire.  2.  Proceso   irreversible:   gases   entrada/salida  

disJntos,  3.  Se   considera   fluido   motor   como   gas   perfecto:  

ciclos  reversibles.  4.  Tipos  movimiento:  alternaJvo  y  rotaJvo.  5.  CombusJón  instantánea,  combusJble  voláJl.  6.  CombusJón   progresiva   a   P=k,   combusJble  

menos  voláJl.  

MOTOR  DE  EXPOLOSIÓN:  MEP  

PARTES  DEL  MOTOR  CUATRO  TIEMPOS  

1.  CARBURADOR:  pulveriza,  mezcla  7/100    2.  CILINDRO:  pistón,  válvulas,  bujías,  segmentos.  3.  BIELA-­‐MANIVELA-­‐CIGÜEÑAL:  movimiento.  4.  CULATA:  refrigeración.  5.  LUBRICACIÓN.  6.  CARTER    

CICLO  DE  OTTO  SOLO  EN  EL  TERCER  TIEMPO  SE  PRODUCE  TRABAJO  

PRIMER TIEMPO: 0-1 SEGUNDO TIEMPO: 1 - 2 TERCER TIEMPO: 2 -3 y 3-4 CUARTO TIEMPO: 4-1 y 1-0

TERMINOLOGÍA  1.  P.M.S.:  Punto  muerto  superior.  2.  P.M.I.:  Punto  muerto  inferior.  3.  CARRERA:  Distancia  entre  PMS  y  PMI  (mm)  4.  VOLUMEN  DEL  CILINDRO  V1:  espacio  entre   la  culata  y  

el  pistón  en  el  PMI  (cm3)  5.  VOLUMEN  CÁMARA  COMBUSTIÓN  V2:  espacio  entre  la  

culata  y  el  pistón  en  el  PMS  (cm3)  6.  CILINDRADA:    V1  –  V2  (cm3)  7.  RELACIÓN  COMPRESIÓN  R=  V1/V2  

8.  NIVEL  DE  AUTOIGNICIÓN:  límite  de  compresión.  9.  DETONACIÓN:  combusJón  antes  de  la  chispa.  

1.     

CAUSAS  DEL  BAJO  RENDIMIENTO  1.  COMBUSTIÓN  INCOMPLETA  CON  CO  2.  LAS   LINEAS   1-­‐2   Y   3-­‐4   NO   ADIABÁTICAS  

(refrigeración)  3.  LA  COMBUSTIÓN  NO  ES  INSTANTÁNEA  4.  LA   COMBUSTIÓN   AUMENTA   EL   VOLUMEN  

LIGERAMENTE.  5.  AVANCE  DE  ENCENDIDO  

   ANTES  DEL  FIN  1-­‐2      

MOTOR  DE  EXPLOSIÓN  DE  2  TIEMPOS            Ø SENCILLEZ  Ø 2  CARRERAS  Ø CARTER  HERMETICAMENTE  CERRADO  Ø LUMBRERAS  DE  ADMISIÓN  –  ESCAPE  –  TRANSFERENCIA  Ø NO  VÁLVULAS  Ø   NO  EXISTE  0-­‐1  Y  1  -­‐  0  Ø   RENDIMIENTO  MECÁNICO<  4  TIEMPOS:    Ø   >DESGASTE    

   

MOTOR  DIESEL    1.  SE   COMPRIME   AIRE   Y   SE   INTRODUCE  

COMBUSTIBLE.  2.  COMBUSTIÓN   PROGRES IVA   POR   ALTA  

COMPRESIÓN:  AUTOIGNICIÓN  3.  NO  CARBURADOR  NI  BUJÍA:  bomba  inyectora  4.  SI  TURBOCOMPRESOR.  5.  RENDIMIENTO   MÁS   ELEVADO   QUE   OTTO   POR  

RELACIÓN  DE  COMPRESIÓN  MAYOR.      

MOTOR  DIÉSEL  

0-­‐1:  Admisión  aire  a  P  atmosférica.  1-­‐2:  Compresión  adiabáJca  40-­‐50  Atm  y  600  C  2-­‐3:  CombusJble  a  70  Atm,inflamación  P  cte,  10  %  rec  3-­‐4:  Expansión  adiabáJca  4-­‐1:  Escape  y  P  desciende  a  P  atmosférica.  1-­‐0:  Expulsión  gases.    

0 Ro= relación combustión v. mezcla/v. recámara R = relación compresión

DIÉSEL  REAL  1.  La  combusJón  no  es  a  P  cte  2.  4-­‐1  no  es  a  volumen  cte  3.  CombusJón  incompleta  4.  Acción  de  las  paredes  5.  Elevado  rendimiento  6.  CombusJble  más  ‘barato’  7.  Detonación:  la  ignición  no  se  puede  retrasar.  

SOBREALIMENTACIÓN    1.  Sistema  para  aumentar  potencia.  2.  Más  mezcla  combusJble  en                ciclindro.  1.  Se  consigue  subiendo  la  presión              del  aire  o  del  combusJble.  4.  Se  usa  un  compresor  accionado  por  turbina.  5 .     E l   c o n j u n t o   c omp r e s o r -­‐ t u r b i n a :  

turbocompresor.  6.  Intercooler:   enfría   los   gases   a   la   salida   del  

compresor.  7.  Es  necesaria  en  los  motores  de  aviación.  

TURBINAS  DE  GAS  DE  CICLO  ABIERTO  

1.  MOTORES  TÉRMICOS  ROTATIVOS  2.  DE  COMBUSTIÓN  INTERNA.  3.  SON  DE  EXPLOSIÓN  O  COMBUSTIÓN.  4.  USADAS   EN   AVIAC IÓN   Y   OBTENCIÓN  

ELECTRICIDAD    

TURBINA  DE  EXPLOSIÓN  1.  CONSTITUCIÓN:  compresor,                cámara  de  combusJón  y  turbina.  1.  PROCESO:  •  Se  carga  la  cámara  con  aire.  •  Se  cierra  la  válvula  de  admisión.  •  Se  introduce  el  combusJble.  •  Salta  la  chispa:  sube  P  a  V  cte  •  Se  abre  la  válvula  de  escape.  •  Salida  de  gases  a  la  turbina.  

CICLO OTTO EXPANSIÓN TOTAL

TURBINA  DE  COMBUSTIÓN  

1.  Aprovechamiento  gases  para  producir                  vapor  agua.  1.  Si  hay  tobera:  turboreactor.  2.  Ciclo  de  Brayton:  ciclo  diésel  expansión  completa.  

RENDIMIENTO  MOTORES  TÉRMICOS  

Gef:   consumo   efecJvo   combusJble   para  producción  trabajo  úJl:  gr/Kwh  

Hc:  poder  calorífico  combusJble:  Kcl/Kg  

EFECTOS  MEDIOAMBIENTALES  

1.  RUIDOS:  silenciadores.  2.  CONTAMINACIÓN:   combusJble  

evaporado  y  gases.  3.  SOLUCIONES:    •  <  S  y  cetanos  •  Mezcla  homogénea  •  Mejorar  la  combusJón  e  inyección  •  Catalizadores