El documento describe diferentes tipos de máquinas térmicas como generadores de vapor, motores de combustión externa e interna, y sus ciclos termodinámicos asociados. Explica las partes y el funcionamiento de motores de combustión externa basados en la combustión, expansión, refrigeración y contracción. También describe los ciclos de Otto, Diesel, Brayton y mixto, así como los tipos de motores de combustión interna como de gasolina y diésel.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Universidad Politécnica Territorial “José Antonio Anzoátegui”
El Tigre - Anzoátegui
Alumna :
Luzmary Morales
C;I: 28.264.135
MM01
T2-F2
Profesora:
Ing. Lennys Betancourt
Unidad curricular:
Maquinas Térmicas
MOTORES DE COMBUSTION

2. PLANTAS DE ENERGÍA DE VAPOR
Un generador de vapor es una máquina o dispositivo de ingeniería , donde la energía química, se transforma
en energía térmica. Generalmente es utilizado en las turbinas de vapor para generar vapor,
habitualmente vapor de agua, con energía suficiente como para hacer funcionar una turbina en un ciclo de
Rankine modificado y, en su caso, producir electricidad.
Los generadores de vapor se diferencian de las calderas por ser mucho más grandes y complicados.
Existen generadores de vapor que no utilizan la energía química, sino que directamente concentran la energía
térmica, como es el caso de la energía termo-solar de concentración.

3. MAQUINAS DE COMBUSTIÓN EXTERNA
Partes de un motor de combustión externa:
Un motor de combustión externa es una máquina que realiza una conversión de 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.
Generalmente, este proceso se realiza en una caldera, donde se calienta el agua y estando en forma
de vapor ejerce la función de fluido activo. En los motores de combustión externa se puede utilizar
el gas para que actúe como fluido de trabajo; la diferencia principal con un motor de combustión
interna es el lugar donde tiene lugar la combustión (en este último, dentro de los cilindros).

4. Funcionamiento de maquinas de combustión externas
Estos motores regularmente operan en 4 pasos:
 COMBUSTIÓN: Es el proceso donde el aire se expande ante el aumento de la temperatura y procede elevar la
presión.
 EXPANSIÓN: Una vez que sube la presión, se activa el pistón hacia arriba y este movimiento del pistón
arrastra la manivela. La energía depositada en la rueda hace que la manivela gire.
 REFRIGERACIÓN: Es cuando el aire se traslada al espacio frío de la máquina, disminuyendo la presión.
 CONTRACCIÓN: En este último paso el aire se contrae, lo que hace que el pistón se eleve.

5. MÁQUINAS DE COMBUSTIÓN 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.
Cuando el combustible mezclado con oxígeno en el motor arde se produce una explosión que mueve el pistón
haciendo que avance el vehículo.
Tipos de maquinas de combustión interna
1. El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo
desarrolló, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina, aunque
también se lo conoce como motor de ciclo Beau de Rochas debido al inventor francés
que lo patentó en 1862.
2. El motor diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán Rudolf Diesel, funciona
con un principio diferente y suele consumir gasóleo

6. CICLO DE 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).
Inventado por Nicolaus Otto en 1876, se caracteriza porque en
una primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a
volumen constante.
Tipos
Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto creados por IO, los motores de dos tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este
último, junto con el motor diésel, es el más utilizado en los automóviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el
motor de dos tiempos.

9. CICLO DIESEL
De acuerdo a lo visto en el ciclo Otto, si se evita que el combustible se autoinflame, podemos elevar el grado de compresión y aumentar
la potencia. Una manera de lograr esto es sencillamente no mezclando el combustible con el aire, sino inyectarlo en el momento en que
se alcanza la máxima compresión. Esto constituye el principio de funcionamiento de los motores Diesel. Nuevamente, se diseña un
combustible adecuado y para ello se seleccionan fracciones más pesadas que las de gasolina. Hay que resolver además el problema de la
lubricación del dispositivo que inyecta el combustible y garantizar una buena pulverización para que la combustión sea más homogénea.
Una propiedad importante de los combustibles Diesel es su auto inflamabilidad, lo que se caracteriza por el número de Cetano.
Lógicamente, al tener mayores presiones y temperaturas, los motores Diesel resultan, en general, más voluminosos que los de gasolina
El ciclo Diesel se diferencia del ciclo Otto en que permite obtener relaciones de compresión más elevadas, generalmente de 14 a 17,
por cuanto la inyección del combustible se realiza con posterioridad a la compresión del aire, que puede alcanzar presiones del orden
de 40 kg/cm2 lo cual supone un aumento del rendimiento teórico ηT.
El ciclo teórico se compone de dos transformaciones adiabáticas (1-2) y (3-4), una isobárica (2-3) y una
isócora (4-1), como se muestra en la siguiente figura:

10. CICLO MIXTO
El ciclo combinado es una tecnología que combina una turbina de gas y una turbina de vapor de condensación de forma que aumenta la eficiencia, en este caso a
las grandes centrales productoras de electricidad.
Las centrales térmicas convencionales utilizan turbinas de vapor para accionar los alternadores que generan electricidad. Las centrales de ciclo combinado a
diferencia de las anteriores además de la turbina de vapor utilizan una turbina de gas en la cabecera del proceso. Esto permite alcanzar rendimientos eléctricos
cercanos al 60% (mientras que las térmicas convencionales tienen rendimientos del 37%), es decir, aumenta la eficiencia energética.
En resumen con la tecnología del 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.
Ciclo combinado
Vapor de baja
presión
Vapor a alta presión
Consumo
Agua de alimentación
Escape

11. CICLO BRAYTON
 Enunciado: Un ciclo Brayton (o Joule) ideal modela el comportamiento de una turbina, como las empleadas en las
aeronaves. Este ciclo está formado por cuatro pasos reversibles, según se indica en la figura. Pruebe que el rendimiento de
este ciclo viene dado por la expresión. siendo r = pB / pA la relación de presión igual al cociente entre la presión al final
del proceso de compresión y al inicio de él.. El método para obtener este resultado es análogo al empleado para el Ciclo
Otto.
 Descripción del ciclo: El ciclo Brayton describe el comportamiento ideal de un motor de turbina de gas, como los utilizados
en las aeronaves. Las etapas del proceso son las siguientes:
 Admisión: El aire frío y a presión atmosférica entra por la boca de la turbina
 Compresor: El aire es comprimido y dirigido hacia la cámara de combustión mediante un compresor (movido por la
turbina). Puesto que esta fase es muy rápida, se modela mediante una compresión adiabática A→B.
 Cámara de combustión: En la cámara, el aire es calentado por la combustión del queroseno. Puesto que la cámara está
abierta el aire puede expandirse, por lo que el calentamiento se modela como un proceso isóbaro B→C.
 Turbina: El aire caliente pasa por la turbina, a la cual mueve. En este paso el aire se expande y se enfría rápidamente,
lo que se describe mediante una expansión adiabática C →D.
 Escape: Por último, el aire enfriado (pero a una temperatura mayor que la inicial) sale al exterior. Técnicamente, este es
un ciclo abierto ya que el aire que escapa no es el mismo que entra por la boca de la turbina, pero dado que sí entra en la
misma cantidad y a la misma presión, se hace la aproximación de suponer una recirculación. En este modelo el aire de
salida simplemente cede calor al ambiente y vuelve a entrar por la boca ya frío. En el diagrama PV esto corresponde a
un enfriamiento a presión constante D→A.
Existen de hecho motores de turbina de gas en los que el fluido efectivamente recircula y solo el calor es cedido al
ambiente. Para estos motores, el modelo del ciclo de Brayton ideal es más aproximado que para los de ciclo abierto.

12. MUCHAS GRACIAS