Aplicacione Mecanica De Fluidos

Aplicación de la Mecánica de Fluidos en las Maquinas Térmicas

Antes de conocer las aplicaciones que tiene la mecánica de fluidos en las maquinas térmicas, conoceremos una breve definición de maquinas térmicas “es un aparato que toma energía por calor y, operado en un proceso cíclico, expulsa una parte de esa energía por medio de trabajo” (Serway,2005,p.669). Lo hacen por medio de elementos mecánicos que permiten la variación de energía de un fluido que varia su densidad significativamente a medida que pasa por esta máquina.

Las máquinas térmicas se pueden clasificar:

Según el sentido de transferencia de energía, estas pueden ser la:

Máquinas térmicas motoras: las cuales la energía del fluido disminuye al atravesar la máquina, obteniéndose energía mecánica en el eje.

Máquinas térmicas generadoras: en las cuales la energía del fluido aumenta al atravesar la máquina, precisándose energía mecánica en el eje.

Según su funcionamiento:

Máquinas volumétricas: son aquellas cuyo funcionamiento está basado en principios mecánicos e hidrostáticos. En este tipo de máquinas el flujo es pulsatorio.

Turbomáquinas, cuyo funcionamiento está basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre el fluido y un rodete. En estas máquinas el flujo es continuo.

Otra clasificación de las maquinas térmicas son las siguientes:

Máquinas de vapor: El principio fundamental de este tipo de máquinas es transformar el agua en vapor, expandiéndose y ocupando un volumen mucho mayor al que ocupa el agua. Usan una enorme energía por esta expansión para generar trabajo. Este tipo de máquinas son de combustión externa, esto quiere decir que el vapor que alimenta a la máquina se produce calentando una caldera exteriormente, como:

La máquina de Savery utilizada para extraer el agua del fondo de las minas.

Máquinas de combustión interna: este tipo de máquinas obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, que es la parte principal del motor, por ejemplo:

Motor convencional tipo Otto, motor diesel, motor de 2 tiempos, motor de 5 tiempos, motor Wankel, motor de carga estratificada.

Motores de reacción: se basa en el principio de acción y reacción, existen dos tipos:

Turborreactores: Consta de un generador de gas muy caliente y de una tobera que los expele hacia atrás en forma de chorro (acción), así expulsa el motor hacia delante (reacción). Usado generalmente en los aviones.

Motor de un cohete: los gases calientes producidos en la cámara de combustión son expelidos con una gran fuerza hacia atrás (acción), de esta manera impulsa la nave hacia delante.

Viendo esta clasificación podemos concluir que la mayor parte de las máquinas térmicas utilizan un fluido o un gas para funcionar, y estos fluidos y gases actúan utilizando los principios fundamentales de la mecánica de fluidos, siendo así muy importante tener muy claros los conceptos de mecánica de fluidos para la construcción o mantenimiento de estas máquinas térmicas.

Bibliografía:

- Serway, R. (2005). Física para ciencia e ingeniería. México: Thompson

- Vargas, A. (23 de abril del 2012). Máquinas térmicas. Recuperado de: http://fisicamaquinastermicas.blogspot.com/2012/04/clasificacion-de-las-maquinas-termicas.html

- Wikipedia (12 de marzo del 2014). Máquina térmica. Recuperado de: http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica

...