Turbomquinas

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS

“CLASIFICACION DE LOS MOTORES DE FLUIDOS COMPRESIBLES”

-MAQUINAS DE FLUIDOS INCOMPRESIBLES-

PROFESOR: ING. PEDRO ANDRÉS MENDOZA TINOCO.

ALUMNO:

JORGE LUIS JOAQUIN MARTINEZ

COATZACOALCOS, VERACRUZ.

INDICE

Introducción………………….…………………………………………………..... 3

Clasificación de los motores de fluidos compresibles ..………………… 4

Tipos de ciclo de trabajo ……………………………………………………… 5

Ciclo Termodinámico...…………………………………………………………. 5

Tipo de Combustible….…………………………………………………………. 5

Principio de funcionamiento de las máquinas de combustión interna 6

Motores encendidos por chispa ……………………………………………… 7

Motores encendidos por compresión ………………………………………. 11

Máquinas de vapor…………………..…………………………………….…….. 12

Motores Stirling………………………………………..……………..…………… 17

Conclusión…………………………………………….……………………………. 19

Bibliografía...………………………………………………………………………… 19

INTRODUCCION

-Clasificación de los motores de fluidos compresibles-

Definición

Se denominan máquinas de fluido aquellas que tienen como función principal intercambiar energía con un fluido que las atraviesa. Este intercambio implica directamente una transformación de energía.

Formas de clasificar los motores de fluidos compresibles (tipo de combustión, ciclo termodinámico, tipo de combustible, diseño del motor, aplicación, tipo de enfriamiento).

Externa: es una máquina que realiza una conversión de energía calorífica en energía mecánica mediante un proceso de combustión que se realiza fuera de la máquina, generalmente para calentar agua que, en forma de vapor, será la que realice el trabajo, en oposición a los motores de combustión interna, en los que la propia combustión, realizada dentro del motor, es la que lleva a cabo el trabajo.

Los motores de combustión externa también pueden utilizar gas como fluido de trabajo (aire, H2 y He los más comunes) como en el ciclo termodinámico Stirling.

Interna: es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, la parte principal de un motor. Se emplean motores de combustión interna de cuatro tipos:

• El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automoción y aeronáutica.

• El motor diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo. Se emplea en instalaciones generadoras de energía eléctrica, en sistemas de propulsión naval, en camiones, autobuses y automóviles. Tanto los motores Otto como los diésel se fabrican en modelos de dos y cuatro tiempos.

• El motor rotatorio.

• La turbina de combustión.

- Tipos de ciclos de trabajo.

1. Motores de dos tiempos: Motores donde todo el ciclo de trabajo se realiza en cada vuelta de cigüeñal.

2. Motores de cuatro tiempos: En este caso el ciclo de trabajo se realiza por cada dos vueltas del cigüeñal.

- Ciclo termodinámico.

• Otto.

• Diesel.

• Brayton.

• Stirling.

- Tipo de combustible.

De pólvora: Máquina en la que se prendía una carga de pólvora en el interior de un cilindro, para poder impulsar el pistón.

Gasolina: Transforma la energía obtenida por combustión de una mezcla gaseosa carburada, proveniente del carburador, en energía mecánica utilizada para propulsar un émbolo que actúa sobre una biela, la cual mueve el cigüeñal y a través de transmisiones provoca el movimiento de las ruedas.

Diésel: motor que aspira aire puro, sin mezcla de combustible. En el tiempo de compresión, el aire se comprime, con lo que alcanza una temperatura extraordinariamente alta.

Vapor: El vapor penetra por un cilindro, por debajo de un émbolo, y se condensa con un chorro de agua fría. Este proceso genera un vacío parcial, y la presión atmosférica que actúa por encima del émbolo lo hace bajar.

- Principio de funcionamiento de las máquinas de combustión interna.

Un motor de combustión interna es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, la parte principal de un motor. Se emplean motores de combustión interna de cuatro tipos:

• El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automoción y aeronáutica.

• El motor diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo. Se emplea en instalaciones generadoras de energía eléctrica, en sistemas de propulsión naval, en camiones, autobuses y automóviles. Tanto los motores Otto como los diésel se fabrican en modelos de dos y cuatro tiempos.

• El motor rotatorio o Wankel.

• La turbina de combustión.

- Motores encendidos por chispa.

Dentro de los motores de combustión interna de encendido por chispa existen dos tipos por la cantidad de tiempos que hay en un ciclo del motor:

• Motor de cuatro tiempos

• Motor de dos tiempos

La mayoría de estos motores el combustible que utilizan es la gasolina aunque también pueden usar metanol.

Motores de cuatro tiempos.

Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el cigüeñal da 180° y el árbol de levas da 90° y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente.

Segundo tiempo o compresión: Al llegar al final de carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2° tiempo el cigüeñal da 360° y el árbol de levas da 180°, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.

Tercer tiempo o explosión: Al llegar al final de carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado, salta la chispa en la bujía, provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diésel, se inyecta con jeringa el combustible que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal da 180° mientras que el árbol de levas da 240°, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.

Cuarto tiempo o escape: en esta fase el pistón empuja cuidadosamente, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. en este tiempo el cigüeñal da 360° y el árbol de levas da 180° y su carrera es ascendente.

Motor de dos tiempos.

Fase de Admisión-Compresión

El pistón se desplaza hacia arriba (la culata) desde su punto muerto inferior, en su recorrido deja abierta la lumbrera de admisión. Mientras la cara superior del pistón realiza la compresión en el cilindro, la cara inferior succiona la mezcla aire combustible a través de la lumbrera. Para que esta operación sea posible el cárter ha de estar sellado. Es posible que el pistón se deteriore y la culata se mantenga estable en los procesos de combustión.

Fase de Potencia-Escape

Al llegar el pistón a su punto muerto superior se finaliza la compresión y se provoca la combustión de la mezcla gracias a una chispa eléctrica producida por la bujía. La expansión de los gases de combustión impulsa con fuerza el pistón que transmite su movimiento al cigüeñal a través de la biela.

En su recorrido descendente el pistón abre la lumbrera

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