Proceso de combustión en motores de combustión interna y externa Jesús Silva C.I:28.664.595 Trayecto II Fase II MM02

1. Proceso de combustiónen motores de
combustióninternay externa
Profesora:
Lennys Betancourt
Elaborado por:
Jesús Silva
C.I 28.664.595
MM02 T2-F2
Diciembre 2021

2. Una planta de generación de energía por vapor es un medio para
convertir la energía química del combustible en energía
eléctrica. En su forma más simple consiste de una caldera y una
turbina accionando un generador eléctrico.
El generador de vapor tiene la función de transferir al
agua la energía en forma de calor de los gases
producto de la combustión de sustancias
combustibles, para que ésta se convierta en vapor.
La caldera es un dispositivo para transformar agua en vapor.
Luego el chorro de vapor hace girar la turbina y ésta al
generador.

3. Un motor térmico es una máquina cíclica que tiene como misión
transformar energía térmica en energía mecánica que sea
directamente utilizable para producir trabajo.
Si el motor térmico utiliza combustible como fuente térmica, se
denomina motor de combustión.
- Motores de combustión externa: Son aquellos en los que la
combustión tiene lugar fuera del motor. El calor desprendido es
transmitido a un fluido de trabajo, que produce la energía
mecánica. Ejemplo: La máquina de vapor, donde el fluido de
trabajo es el vapor de agua y el lugar de la combustión es la
caldera, que está fuera del motor.

4. La combustión se produce en una cámara interna del
propio motor, donde se generan los gases que producen
la expansión que causa el trabajo. Ejemplo: El motor de
un automóvil, donde la cámara interna es cada cilindro y
el fluido de trabajo , el lugar de ser vapor de agua, es una
mezcla de un combustible con aire, que se quema en la
cámara. Existen distintos tipos de máquinas de
combustión interna que se diferencian en el combustible
utilizado, en las condiciones de combustión y en el
número de carreras que efectúa el pistón en un ciclo
completo; por otra parte, el movimiento producido puede
ser alternativo (motores de explosión y de combustión) o
rotativo (turbinas de gas).

5.  Ventajas del motor de combustión externa frente al de combustión
interna:
–El combustible es más barato (carbón)
–Los equipos son menos sofisticados y, por lo tanto, más sencillos.
 Desventajas del motor de combustión externa:
–El poder calorífico del combustible es más bajo y es por esto que la
temperatura que alcanza el foco caliente no es tan alta.
–Son más pesados y de mayor tamaño.
–El rendimiento del motor es más bajo
–No se aprovecha tan bien el calor

6. 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.
El ciclo Otto puede estar presente en motores de dos tiempos y en motores de
cuatro tiempos, y este principio se basa en que, para su funcionamiento, aspira una
mezcla precisa de aire/combustible (generalmente gasolina). El espacio es un
sistema de pistón/cilindro, y la precisión la marcan válvulas de admisión y escape.
Desventajas:
-Perdida de energía por la fricción y la refrigeración
-La eficiencia depende del grado de compresión
Ventajas:
-Se fabrican en dos y cuatro tiempos
-Se emplean en automóviles
-Son menos pesados
Ventajas y desventajas del ciclo de OTTO

7. El ciclo Otto en motores de cuatro tiempos está conformado por seis procesos, de los cuales dos de ellos no participan como tal en el ciclo
termodinámico del fluido que opera. Sin embargo, son esenciales para renovar la carga del mismo. Estos procesos corresponden a la
admisión y al vaciado a presión constante de la cámara de combustión.
1. 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). A medida que el pistón va descendiendo, se produce un efecto de succión que hace entrar la mezcla en la cámara de
combustión.
2. Compresión: Al momento que el pistón se ubica en el PMI, la válvula de admisión cierra y la de escape también se mantiene cerrada.
En esta fase el pistón asciende y la cámara de combustión disminuye claramente su volumen, comprimiendo la mezcla. La relación que
hay entre el volumen máximo existente antes de que el pistón baje al PMI y el volumen mínimo que tiene cuando el pistón está en el PMS
se conoce como relación de compresión del motor.
3. 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. Esta explosión generada por la combustión es lo que empuja al pistón hacia la parte de abajo. Esta es la fase
efectiva de todo el ciclo y es la que define la potencia de un motor.
4. 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.

8. Es uno de los ciclos termodinámicos mas comunes que se pueden encontrar en los
motores de automóvil y describe el funcionamiento de un motor de pistón
encendido por compresión típico. El motor diésel es similar en operación al moto
de gasolina.
El motor diésel es un motor térmico de combustión interna alternativa el cual el
encendido del combustible se logra por temperatura elevada que produce la
compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del diésel
Ventajas y desventajas del ciclo de diésel
Desventajas:
-Precio
-Mantenimiento
-Reparaciones
-Ruido
Ventajas:
-Durabilidad y larga vida.
-Fiabilidad

9. Un ciclo diésel ideal es un modelo simplificado de lo que ocurre en un motor diésel, la combustión no se produce por ignición de una
chispa en el interior de la cámara. En su lugar, aprovechando las propiedades química del gasóleo, el aire es comprimido hasta una
temperatura superior a la de un auto ignición del diésel y el combustible es inyectado a presión en este aire caliente, produciéndose la
combustión de las mezclas.
1. Admisión: El pistón va con la válvula de admisión abierta, aumenta la cantidad de aire en la cámara. Esto se modela con una
expansión a presión constante.
2. Compresión: El pistón sube comprimiendo el aire. Dada la velocidad del proceso se supone que el aire no tiene posibilidad de
intercambiar calor con el ambiente, por lo que el proceso es adiabático.
3. Combustión: Un poco antes del pistón llegue a su punto mas alto y continuando un poco después de que empiece a bajar, el inyector
introduce el combustible en la cámara.
4. Expansión: La alta temperatura de gas empuja el pistón hacia abajo realizando el trabajo sobre el. De nuevo, por ser un
proceso muy rápido se aproxima por una curva adiabática reversible.
5. Escape: Se abre la válvula de escape y el gas sale al exterior, empujando por pistón a una temperatura mayor a la inicial,
siendo sustituida por la misma cantidad de mezcla fría en la siguiente admisión. El sistema es realmente abierto, pues
intercambia masa con el exterior.

10. 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 el otro cuyo fluido de trabajo es vapor de agua
a presión. Para la transformación de la energía del combustible en electricidad se
superpone dos ciclos:
• Ciclo de Brayton (turbina de gas): Toma el aire directamente de la atmosfera y
se somete a un calentamiento y compresión para aprovecharlo como energía
mecánica o eléctrica.
• Ciclo de Rankine(turbina de vapor): Donde se relaciona el consumo de calor
con la producción de trabajo o creación de la energía a partir del vapor de agua.
Ventajas del ciclo combinado
-Flexibilidad.
-Eficiencia elevada.
-Costos de emisiones bajas.
-Periodos de construcción cortos
-Ahorro energético.

11. 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:
1. Admisión: El aire frío y a presión atmosférica entra por la boca de la turbina
2. Compresión: 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.