Vallenilla Claudia proceso de combustión; combustión interna y externa

1. Universidad Politécnica Territorial
“José Antonio Anzoátegui”
El Tigre, Estado Anzoátegui
República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Universidad Politécnica Territorial José Antonio Anzoátegui
El Tigre- Estado Anzoátegui
Profesora:
Ing.Lennys Betancourt
Estudiante:
Vallenilla Claudia
V- 30.629.260
T-II FASE-II
MM-01
El Tigre, noviembre de 2021.
el proceso de combustión en motores de combustión interna y
externa.

2. La máquina de vapor es un motor de combustión externa que
transforma la energía térmica de una cantidad de agua en energía
mecánica. Este ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:
1. Se genera vapor de agua por el calentamiento en una caldera cerrada
herméticamente, lo cual produce la expansión del volumen de un
cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela-
manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se
transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las
ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez
alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y
expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de
inercia.
2. El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de
entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los
flujos del vapor hacia y desde el cilindro
El motor o máquina de vapor se utilizó extensamente durante la
Revolución Industrial, en cuyo desarrollo tuvo un papel relevante para
mover máquinas y aparatos tan diversos como bombas, locomotoras y
motores marinos, entre otros. Las modernas máquinas de vapor utilizadas
en la generación de energía eléctrica no son de desplazamiento positivo
como las descritas, sino que son turbomáquinas; es decir, son atravesadas
por un flujo continuo de vapor y reciben la denominación genérica de
turbinas de vapor

3. MOTORES DE COMBUSTION
MOTOR DE
COMBUSTION
EXTERNA
Un motor de combustión externa es una máquina
que realiza una conversión de energía calórica 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.
En un motor de combustión
externa, el combustible se quema
fuera del motor y la energía
obtenida por la combustión del
combustible se transporta al motor
con la ayuda de un medio
portador de calor.
Este tipo de motores de combustión
externa alternativos no se utilizan en
la actualidad. Han sido totalmente
sustituidos por motores de
combustión interna. La razón de la
sustitución fue su gran tamaño e
ineficiencia. Además, requieren
mucho mantenimiento.
MOTOR DE
COMBUSTION
INTERNA
Un motor de combustión interna o motor de
explosión es un tipo de máquina que obtiene
energía mecánica directamente de la energía
química de un combustible que arde dentro de
la cámara de combustión. El nombre se debe a
que dicha combustión se produce dentro de la
propia máquina, a diferencia de, por ejemplo,
la máquina de vapor.
Es un tipo de motor térmico en
que la combustión se da en el
interior de sí mismo, es decir
dentro del cilindro; es un proceso
donde se transforma la energía
química del combustible en
energía mecánica.
Estos motores están impulsados por un
combustible (gasolina si es Ciclo Otto o
diesel si es de ciclo diesel); dentro del
cilindro tendremos los distintos
componentes como válvulas, pistones,
bielas, etc; es aquí donde se realizan los 4
tiempos del ciclo termodinámico:
Admisión, Compresión, Explosión y
Escape.
Combustión interna

4. Ciclo Otto
El ciclo Otto es el ciclo termodinámico que se aplica en los
motores de combustión interna de encendido provocado por una
chispa eléctrica (motores de gasolina, etanol, gases derivados del
petróleo u otras sustancias altamente volátiles e inflamables).
El ciclo Otto es característico de los motores de combustión
interna, a gasolina, que encienden por la ignición de un
combustible, provocada por una chispa eléctrica; se trata de un
ciclo termodinámico en donde, teóricamente, el calor se aporta a
un volumen constante.
Estos procesos corresponden a la admisión y al vaciado a presión
constante de la cámara de combustión.
Admisión: La válvula de entrada o admisión está abierta y la de
escape se encuentra cerrada. La fase de admisión se desarrolla
desde el momento en que el pistón se ubica en la parte superior
(Punto Muerto Superior – PMS) hasta que baja al punto inferior
(Punto Muerto Inferior – PMI).
Compresión: Al momento que el pistón se ubica en el PMI, la
válvula de admisión cierra y la de escape también se mantiene
cerrada.
Explosión: Cuando la mezcla se encuentra totalmente comprimida
y las válvulas están cerradas, una chispa se produce en la bujía y
hace que la mezcla arda.
Escape: Al volver el pistón al PMI, la válvula de escape se abre
para que el pistón ascienda y libera fuera del cilindro los gases que
resultan de la explosión. Esto permite que haya nuevamente aire
limpio para comenzar el ciclo en la fase de admisión.
Ciclo Diesel
El ciclo diesel es uno de los ciclos termodinámicos más comunes
que se pueden encontrar en los motores de automóviles y describe
el funcionamiento de un motor de pistón de encendido por
compresión típico.
Ciclo Diesel – Procesos
Compresión isentrópica (carrera de compresión): el aire
se comprime adiabáticamente desde el estado 1 al estado 2, a
medida que el pistón se mueve desde el punto muerto inferior
al punto muerto superior.
Expansión isentrópica (golpe de poder): el gas se expande
adiabáticamente desde el estado 3 al estado 4, a medida que
el pistón se mueve desde V 3 hasta el punto muerto inferior.
Descompresión isocórica (carrera de escape) : en esta fase, el
ciclo se completa con un proceso de volumen constante en el
que el calor se rechaza del aire mientras el pistón está en el
punto muerto inferior.

5. CICLO MIXTO
Los ciclos combinados son centrales de generación de energía eléctrica en las que se transforma la energía térmica del gas natural en
electricidad mediante dos ciclos consecutivos: el que corresponde a una turbina de gas convencional y el de una turbina de vapor.
Se denomina ciclo combinado en la generación de energía a la coexistencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema, uno
cuyo fluido de trabajo es un gas que entra en combustión o quema, y otro cuyo fluido de trabajo es vapor de agua a presión. En la
propulsión de buques se denomina ciclo combinado al sistema de propulsión COGAS.
El ciclo combinado se genera electricidad en dos etapas utilizando una única fuente de energía (el gas natural).
Primera etapa
El gas natural es inyectado en el combustor junto con aire de combustión que ha sido previamente filtrado y comprimido en el
compresor interno de la turbina de gas. En el combustor se produce el proceso de combustión a alta presión. La energía de los gases de
combustión cuando se expanden, hace girar el eje principal de la turbina de gas que, acoplado al generador, transforma la energía
mecánica en eléctrica.
Segunda etapa
Los gases de escape de la turbina, a una temperatura de 600 º C, circulan a través de una caldera donde se recupera la mayor parte del
calor que contienen en forma de vapor recalentado. Este vapor se expansiona en una turbina de vapor que acoplada a un alternador
constituye la segunda etapa de generación eléctrica. el vapor expandido a baja presión a la salida de la turbina de vapor pasa a un
condensador donde el agua, otra vez en fase líquida, se introducida en la caldera, cerrando de esta manera el ciclo.

6. Ciclo Brayton
El ciclo Brayton, también conocido como ciclo Joule o ciclo Froude, es un ciclo termodinámico consistente, en su forma más sencilla,
en una etapa de compresión adiabática, una etapa de calentamiento isobárico y una expansión adiabática de un fluido termodinámico
compresible.
Ciclo de Brayton abierto
Como la mayoría de las turbinas de gas se basan en el ciclo Brayton con
combustión interna (por ejemplo, motores a reacción), se basan en el ciclo abierto
de Brayton .
TIPOS DE CICLOS:
Ciclo cerrado de Brayton
En un ciclo cerrado de Brayton, el medio de trabajo (por ejemplo, helio) recircula
en el circuito y el gas expulsado de la turbina se reintroduce en el compresor.
Ciclo Brayton – Procesos
Compresión isentrópica (compresión en un compresor): el gas
de trabajo (por ejemplo, helio) se comprime adiabáticamente desde
el estado 1 al estado 2 mediante el compresor (generalmente un
compresor de flujo axial).
Adición de calor isobárico (en un intercambiador de calor): en
esta fase (entre el estado 2 y el estado 3) hay una transferencia de
calor a presión constante al gas desde una fuente externa, ya que la
cámara está abierta para fluir hacia adentro y hacia afuera.
Expansión isentrópica (expansión en una turbina): el gas
comprimido y calentado se expande adiabáticamente desde el
estado 3 al estado 4 en una turbina.