Combustión Y Turbina A Gas

MAQUINAS DE GENERACIÓN DE POTENCIA

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA VS. TURBINAS A GAS.

INDICE

Resumen…………………………………………………………………………3

Definición…………………………………………………………………………4

Funcionamiento………………………………………………………………….5

Ventajas…...…………………………………………………………….…….…..6

Desventajas…...………………………………………………………………….6

Costo de inversión……………………………………………………………….7

Eficiencia térmica…………………………………………………………...…...8

Mantenimiento...……………………………………………………………..….9

Impacto ambiental……………………………...……………………………….12

Anexos……..…………………………………………………………………….14

Conclusión……………………………………………………………………...16

Referencia bibliográfica…………………………………………………….....17

Resumen

Para el presente se va comparar lo que es un motor de combustión interna que es un tipo de máquina del que se obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Y los que son turbinas a gas que en definición es una turbo máquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas a gas son turbo máquinas térmicas. De estas dos máquinasse hablara en el presente de sus ventajas y sus desventajas mantenimiento y funcionabilidad y eficiencias entre otros. Esimportante conocer profundamente el funcionamiento y los conceptos que rigen los principios de turbinas de gas y de los motores de combustión interna donde se muestra el mantenimiento que esto presenta, donde los motores de combustión interna que mayor contaminación del medio ambiente provocan son los motores a gasolina a pesar de ser menos visible sus emisiones a la atmosfera, y las turbina a gas que trabaja en las centrales termoeléctricas que producen una contaminación sonora. Este trabajo se tomara en comparación el manejo y eficiencia de estos dos elementos ya mencionados

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA TURBINA A GAS

Un motor de combustión interna, motor a explosión o motor a pistón, es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de una cámara de combustión.

El motor convencional del tipo Otto es de cuatro tiempos (4T), aunque en fuera borda y vehículos de dos ruedas hasta una cierta cilindrada se utilizó mucho el motor de dos tiempos (2T).

En teoría, el ciclo diésel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar en este último a volumen constante en lugar de producirse a una presión constante. La mayoría de los motores diésel son asimismo del ciclo de cuatro tiempos, salvo los de tamaño muy grande, ferroviario o marino, que son de dos tiempos. Las fases son diferentes de las de los motores de gasolina. Una turbina de gas, es una turbo máquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas a gas son turbo máquinas térmicas. Comúnmente se habla de las turbinas a gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus características de diseño son diferentes, y, cuando en estos términos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores sí.

Las instalaciones de turbinas de gas pueden ser abiertas o cerradas. En las de tipo abierto, los productos de la combustión fluyen a través de la turbina junto con la corriente de aire. Para diluir los productos de la combustión hasta una temperatura que pueda resistir el rodete de la turbina (649 - 982)ºC, es necesario un elevado porcentaje de aire.

Definición.

FUNCIONAMIENTO

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA TURBINA A GAS

Un motor de combustión interna es básicamente una máquina que mezcla oxígeno con combustible gasificado. Una vez mezclados íntimamente y confinados en un espacio denominado cámara de combustión, los gases son encendidos para quemarse (combustión).

Debido a su diseño, el motor, utiliza el calor generado por la combustión, como energía para producir el movimiento giratorio que conocemos.

1er tiempo:

Carrera de admisión. Se abre la válvula de admisión, el pistón baja y el cilindro se llena de aire mezclado con combustible.

2do tiempo:

Carrera de compresión. Se cierra la válvula de admisión, el pistón sube y comprime la mezcla de aire/gasolina.

3er tiempo:

Carrera de expansión. Se enciende la mezcla comprimida y el calor generado por la combustión expande los gases que ejercenpresiónsobre el pistón.

4to tiempo:

Carrera de escape. Se abre la válvula de escape, el pistón se desplaza hacia el punto muerto superior, expulsando los gases quemados. Una turbina de gas simple está compuesta de tres secciones principales:

Un compresor, un quemador y una turbina de potencia. Las turbinas de gas operan en base en el principio del ciclo Brayton, en donde aire comprimido es mezclado con combustible y quemado bajo condiciones de presión constante.

El gas caliente producido por la combustión se le permite expandirse a través de la turbina y hacerla girar para llevar a cabo trabajo. En una turbina de gas con una eficiencia del 33%, aproximadamente 2/3 del trabajo producido se usa comprimiendo el aire.

El otro 1/3 está disponible para generar electricidad, impulsar un dispositivo mecánico, etc.

VENTAJAS

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA TURBINA A GAS

*El uso de combustibles líquidos, de gran poder calorífico, lo que proporciona elevadas potencias y amplia autonomía. Estos combustibles son principalmente la gasolina en los motores Otto y el gasóleo o diésel en los motores diésel aunque también se usan combustibles gaseosos como el hidrógeno molecular, el metano o el propano.

*Rendimientos aceptables, aunque raramente sobrepasan el 50% (téngase en cuenta que rendimientos del 100% son imposibles, ver ciclo de Carnot).

*Amplio campo de potencias, desde 0,1 kW hasta más de 30 MW lo que permite su empleo en la alimentación de máquinas manuales pequeñas así como grandes motores marinos.

*Amplia gama de aplicaciones

*Elevada temperatura de la energía térmica

*Rango desde 0,5 a 100 MW

*Gases con alto contenido en oxígeno

Más pequeños que la mayoría de los motores de intercambio del mismo grado de energía.

*Menos vibración que un motor de intercambio.

*Un diseño más simple.

*Presiones de funcionamiento bajas.

*Altas velocidades de la operación.

*Coste bajo y consumición del aceite lubricante.

DESVENTAJAS

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA TURBINA A GAS

*Combustible empleado. Estos motores están alimentados en su mayoría (aunque existen desarrollos alternativos) por gasolina o diésel, dos derivados del petróleo que como sabemos es un recurso no renovable, además de sufrir su precio fluctuaciones de consideración.

*Contaminación. Los gases de la combustión de estos motores son los principales responsables de la contaminación en las ciudades (junto con las calefacciones de combustibles fósiles), lo que da lugar a episodios agudos de contaminación local como el smog fotoquímico y contribuye de forma importante en fenómenos globales como el efecto invernadero y consecuente cambio climático.

*Bajo rendimiento: menos del 30% de la energía calorífica contenida en el carburante se transforma en energía mecánica.

*Bajas presiones de trabajo.

*Regímenes a menudo demasiado elevados.

*Coste de fabricación elevado.

*Consumo de carburante elevado.

*Se adapta mal a las potencias bajas.

*Ruidoso por la velocidad de los gases.

*Tiempo de vida relativamente corto

COSTO DE INVERSIÓN

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA TURBINA A GAS

La economía de combustible del motor Diesel representa ventajas fundamentales.

Sin embargo, el hecho de que millones de motores se encuentren en servicio hoy en día, se debe en gran medida a las investigaciones realizadas por ingenieros experimentados en muy diversos campos, quienes durante los cien años que han pasado desde que la primera máquina Diesel funcionó, han realizado mejoras sustanciales al motor, de tal forma que en la actualidad su evolución es reconocida no sólo en lo que respecta a la economía de combustible.

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