Luis Gil 13.359.038 MM02

1. MAQUINAS TERMICAS
PROF. LENNYS BETANCOURT
ALUMNO
LUIS GI
13.359.038
MM02

2. PLANTA DE
ENERGIA DE
VAPOR
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 objetivo fundamental es la 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.

3. Un generador de vapor es una máquina o
dispositivo de ingeniería, donde la energía
química contenida en un combustible (por
ejemplo gas natural, gasóleo, fueloil,
biomasa, etc), se transforma en energía
térmica.
Existen generadores de vapor que no
utilizan la energía química, sino que
directamente concentran la energía
térmica, como es el caso de la energía
termosolar de concentración.
PROCESO PARA LA GENERACION
DE VAPOR

4. E S U N A M Á Q U I N A Q U E
R E A L I Z A U N A C O N V E R S I Ó N
D E E N E R G Í A C A L Ó R I C A E N
E N E R G Í A M E C Á N I C A
M E D I A N T E U N P R O C E S O D E
C O M B U S T I Ó N Q U E S E
R E A L I Z A F U E R A D E L A
M Á Q U I N A , G E N E R A L M E N T E
P A R A C A L E N T A R A G U A Q U E ,
E N F O R M A D E V A P O R , S E R Á
L A Q U E R E A L I C E E L
T R A B A J O .
MAQUINAS DE COMBUSTION
EXTERNA

5. MAQUINAS DE COMBUSTION INTERNA
Es un motor térmico en el
que una parte de la energía
liberada en quemar el
combustible se transforma
en trabajo, es decir, en
movimiento. El motor
diesel y el motor de
explosión son dos ejemplos.
Los gases producidos por el
motor se expulsan fuera del
vehículo a través del tubo
de escape.

6. CICLO DE
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.
 Este ciclo 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.

7. CICLO DE OTTO EN MOTORES DE CUATRO TIEMPOS
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.

8. C O M P R E S I Ó N Y
A S P I R A C I Ó N :
U N P I S T Ó N
A S C E N D E N T E
C O M P R I M E L A
M E Z C L A D E
A I R E / C O M B U S T I B L E
Y A C E I T E Q U E E S T Á
E N E L C I L I N D R O . D E
F O R M A S I M U L T Á N E A
S E C R E A V A C Í O E N
E L C Á R T E R Y A L
F I N A L I Z A R L A
C A R R E R A D E L
P I S T Ó N Q U E D A
L I B R E U N A
L U M B R E R A D E
A S P I R A C I Ó N Q U E
L L E N A R Á E L
C Á R T E R C O N L A
M E Z C L A
C A R B U R A N T E .
CICLO OTTO DE MOTORES DE DOS TIEMPOS
En el caso de los motores que trabajan a dos tiempos, el cambio
de los gases es dirigido por el pistón y no por las válvulas. El
pistón a medida que se mueve, varía las condiciones de
compresión en el cárter y el cilindro para completar el ciclo.
EXPLOSIÓN Y ESCAPE DE
GASES:
Por medio de una chispa ocasionada
por la bujía se prende la mezcla
comprimida y se crea una explosión que
empuja el pistón con fuerza hacia abajo.
Dentro del cárter, la mezcla carburante
se pre comprime por acción del pistón
descendente. En un momento
específico, el pistón libera la lumbrera o
el canal de escape en el cilindro y deja
salir los gases resultantes del cilindro,
después de la lumbrera de carga (la que
conecta cárter con cilindro). De esta
manera, la mezcla pre comprimida pasa
a llenar el cilindro y libera los restos de
gases, quedando todo listo para un ciclo
nuevo. Este tipo de motor se usa
principalmente en motores con poca
cilindrada, porque es más económico y
fácil de construir.

9. 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. El motor Diesel es
similar en operación al motor de gasolina

10. FASES DEL CICLO DIESEL
Etapa de Admisión:
El pistón baja con la válvula de admisión
abierta, aumentando la cantidad de aire en
la cámara. Esto se modela como una
expansión a presión constante (ya que al
estar la válvula abierta la presión es igual a
la exterior). En el diagrama PV aparece
como una recta horizontal.
Etapa de 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. Se modela como la curva
adiabática reversible, aunque en realidad no
lo es por la presencia de factores
irreversibles como la fricción.
Etapa de Combustión:
Un poco antes de que el pistón llegue a su
punto más alto y continuando hasta un poco
después de que empiece a bajar, el inyector
introduce el combustible en la cámara.
Etapa de Expansión:
La alta temperatura del gas empuja al pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él. De
nuevo, por ser un proceso muy rápido se aproxima por una curva adiabática reversible.
Etapa de Escape:
Se abre la válvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistón a una
temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fría en
la siguiente admisión. El sistema es realmente abierto, pues intercambia masa con el
exterior.

11. CICLO
MIXTO
Es una planta de
producción de energía
eléctrica basada en dos
máquinas térmicas,
con dos ciclos térmicos
diferentes: turbina de
gas y turbina de vapor.
El calor no utilizado
por uno de los ciclos (la
turbina de gas) se
emplea como fuente de
calor del otro (el ciclo
agua-vapor que
alimenta la turbina de
vapor).
De esta forma los gases
calientes de escape del
ciclo de turbina de gas
entregan la energía
necesaria para el
funcionamiento del
ciclo de vapor
acoplado.
 La idea de un ciclo combinado es precisamente utilizar la
temperatura de estos gases, para lo cual se utiliza un
intercambiador de calor, capaz de calentar agua y producir vapor
utilizable por una turbina a vapor. De esta forma se genera
energía eléctrica por la(s) turbina(s) a gas y una cantidad extra
por la(s) turbina(s) a vapor, estando comúnmente cada turbina
acoplada en un eje con su respectivo generador, aunque existen
centrales en la cuales se encuentran ambas componentes
acopladas al mismo eje de un generador común.

12. 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.
La base del motor de turbina de gas, por lo que
el producto del ciclo puede ir desde un trabajo
mecánico que se emplee para la producción de
electricidad en los quemadores de gas natural o
algún otro aprovechamiento –caso de las
industrias de generación eléctrica y de algunos
motores terrestres o marinos,
respectivamente–, hasta la generación de un
empuje en un aerorreactor.