Plantas ciclo diesel

PLANTAS CICLO DIESEL

Modelo de motor de ciclo de Carnot con irreversibilidad interna y externa modelada analíticamente El sistema cíclico de un motor térmico de Carnot, incluidas las irreversibilidades de la transferencia de calor a velocidad finita entre el gas del motor térmico y sus depósitos de calor, las fugas de calor entre los depósitos y las disipaciones internas del fluido de trabajo, se muestra esquemáticamente en la figura 1 [48,49]. El fluido de trabajo del sistema está conectado alternativamente a un depósito caliente a temperatura constante TH,S y a un depósito frío a temperatura constante TL,S y sus temperaturas son, respectivamente, TH y TL.

Las pérdidas de calor entre el nivel de temperatura de los dos depósitos de calor a través del motor se consideran mediante el término de tasa de calor 𝑄˙𝑙𝑜𝑠𝑡. Además, los procesos adiabáticos irreversibles se muestran mediante las curvas 2-3′ y 4′-1. En el interior del cilindro con el pistón ilustrado en la parte inferior de la Figura 1 aparecen varias presiones que se utilizan en un proceso con análisis de velocidad finita: sobre el pistón, pp, sobre el cilindro, pc, y la presión media instantánea en el gas,  pav,i.

Integrando las ecuaciones (1) y (2) sobre los procesos isotérmicos del ciclo de Carnot, se obtienen las siguientes expresiones para los intercambios de energía dependientes del rendimiento medio de la velocidad del pistón:

El calor irreversible recibido por el gas del ciclo procedente de la fuente:

[pic 1]

con 𝑧′𝐻

-coeficiente irreversible que tiene en cuenta un aporte limitado de calor en el ciclo debido a la velocidad finita del proceso:

[pic 2]

Este coeficiente irreversible muestra que, independientemente del calor disponible en la fuente, el gas del ciclo sólo puede recibir una cantidad limitada de calor de la fuente.

El calor irreversible rechazado por el gas del ciclo hacia el sumidero:

[pic 3]

con 𝑧′𝐿

-coeficiente irreversible que da cuenta de un calor limitado rechazado por el gas del ciclo al sumidero debido a la velocidad finita del proceso:

[pic 4]

El trabajo irreversible producido/consumido durante los procesos isotérmicos del ciclo.

[pic 5]

con los coeficientes irreversibles correspondientes:

[pic 6]

El trabajo por ciclo resulta de las ecuaciones [pic 7] y  [pic 8] como:

[pic 9]

Sistema de arranque

Para arrancar un motor diesel desde parado, hay que proporcionar desde el exterior un par motor suficiente al cigüeñal para que el motor gire a la velocidad deseada, lo que se consigue esencialmente mediante un engranaje de arranque. El mecanismo de arranque más común es el de tipo manual, por ejemplo, el arranque manual o un sistema de cuerda y polea. Es sencillo, no requiere una fuente externa para romper el par de arranque y sus costes son bajos. Sin embargo, el uso del arranque manual está restringido a motores pequeños y de baja velocidad. Los engranajes de arranque más utilizados para motores de velocidad media y alta son eléctricos. Constan de motores de corriente continua y paquetes de baterías para suministrar energía eléctrica. En los motores de velocidad media y alta, otro mecanismo de arranque muy utilizado es el neumático. A un motor neumático o a un cilindro de potencia se le suministra aire a presión desde un compresor de aire, lo que facilita la ruptura del par de arranque.

[pic 10]

Sistema de lubricación

El sistema de aceite lubricante de un motor Diesel suele incluir un circuito externo de aceite lubricante. La función principal de este circuito es filtrar y refrigerar el aceite en circulación. También sirve para calentar, cebar y barrer el aceite cuando se prepara el motor diesel para el arranque. Un circuito interno de aceite lubricante suministra aceite a unidades y piezas individuales del motor diésel. del motor diesel. Las tuberías del circuito interno se encuentran en el interior del motor.

A su vez, el circuito externo de aceite lubricante suele dividirse en dos grupos: el circuito principal de aceite lubricante y el circuito auxiliar de aceite lubricante. El aceite lubricante principal se suministra mediante camiones cisterna con la ayuda de bombas de descarga de aceite lubricante o se descarga desde bidones que contienen aceite lubricante al cárter de aceite lubricante principal del motor diésel. Una bomba de transferencia de aceite lubricante suministra aceite lubricante desde el cárter de aceite lubricante a través de un detector de metal en aceite, un filtro de aceite y un enfriador de aceite a un depósito de aceite circulante. Cuando la presión del sistema supera el límite máximo, una válvula de derivación desvía parte del aceite lubricante directamente al depósito de circulación. La temperatura del aceite lubricante que sale del enfriador de aceite se controla ajustando automáticamente el caudal de agua de refrigeración a través del enfriador de aceite mediante un termorregulador. La temperatura del aceite lubricante en el depósito de aceite circulante se mantiene con la ayuda de una bomba de aceite provista de calentador de aceite, que se conecta automáticamente en caso de que la temperatura del aceite baje a 313 K y se desconecta cuando la temperatura sube por encima de 323 K.

Para limpiar el aceite que circula por el sistema de lubricación se utiliza un separador de aceite lubricante. La bomba del separador extrae el aceite del sistema o del depósito y, tras separarlo, lo devuelve al depósito de circulación. En este circuito se mantiene, si es necesario, una temperatura de 328 K o más, como se recomienda, con la ayuda de un calentador de aceite. El aceite del circuito interno de aceite lubricante circula con la ayuda de una bomba interna de aceite lubricante accionada por el motor. Esta bomba extrae aceite del depósito de circulación y lo suministra al motor a través de un filtro de aceite. Antes de arrancar el motor diesel, la bomba de cebado lo ceba con aceite. El circuito interno se utiliza exclusivamente para "la refrigeración de los pistones y la lubricación de los cojinetes de la cruceta y la muñequilla del cigüeñal" y "la lubricación de los cojinetes principales del árbol de levas". El aceite de los pistones y de los cojinetes se evacua al cárter del motor diesel, del que aspira la bomba de barrido, que lo devuelve al depósito de circulación. Las tuberías de aceite lubricante se conectan a varios puntos de lubricación de los accesorios principales y secundarios, las transmisiones y el turbo, accesorios mayores y menores, transmisiones y el turbocompresor.

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