Breve descripción sobre las maquinas termodinamicas, su origen, clasificación y ciclos segun los cuales operan

1. MAQUINAS
TERMODINAMICAS

2. •1769: James Watt
•1839: John Ericsson
•1876: Nikolaus Otto
•1892: Rudolf Diesel
•1892: Frank Whittle
•1944: Von Braun

3. Una máquina térmica
es un sistema o
mecanismo cuyo
objetivo es convertir
calor en trabajo.

6. Son aquellas maquinas
térmicas en las que el
combustible es utilizado para
formar vapor fuera de
la máquina y parte de la
energía interna del vapor
se emplea en realizar trabajo
en el interior de la máquina.

8. Son un tipo de máquina que
obtiene energía mecánica
directamente de la energía
química producida por un
combustible que arde dentro
de una cámara de
combustión.
MOTOR DE 4 Y 2 TIEMPOS – DIESEL

9. Un motor a reacción es una
máquina térmica que
produce un empuje,
realizando una serie de
transformaciones
termodinámicas a un fluido
(aire u otro gas).

10. Un refrigerador permite
que el calor fluya de una
zona de menor
temperatura a otras más
calientes, es decir, un
proceso contrario al
habitual.

11. La eficiencia térmica es la medida de desempeño de
un dispositivo que usa energía térmica, como
motores de combustión interna, refrigeradores,
calderas, máquinas de vapor, etc. Para la eficiencia
térmica, la entrada al dispositivo es el calor, o el
contenido de calor de un combustible que se
consume, la salida deseada es el trabajo mecánico o
el calor.

12. La segunda ley de la termodinámica
coloca un límite esencial en la
eficiencia térmica de todos los motores
térmicos. Incluyendo un motor ideal,
sin fricción no puede alcanzar el 100%.
Las causas limitantes son la
temperatura a la que el calor ingresa al
motor, y la temperatura del medio
donde los motores diluyen el calor
sobrante del proceso. El valor límite se
llama la eficiencia del ciclo de Carnot,
debido a que es la eficiencia de un
ciclo de imposible de alcanzar, es ideal
y reversible.

13. El ciclo anterior (Carnot) es reversible y por tanto simboliza
el límite mayor en la eficiencia de un ciclo de motor. Los
ciclos de motor son prácticamente irreversibles y por lo
tanto tiene una eficiencia generalmente mucho menor a la
eficiencia de Carnot cuando se trabaja entre las mismas
temperaturas. Uno de los elementos que establecen la
eficiencia es la manera en que se agrega calor al fluido de
trabajo en el ciclo, y la forma en que este es eliminado. El
motivo por el cual el ciclo de Carnot alcanza la mayor
eficiencia posible es porque todo el calor se añade al fluido
de trabajo a la máxima temperatura, y es expulsado a la
temperatura mínima.

14. - El ciclo Otto: ciclo usado en motores de encendido por
chispa de combustión interna, como lo son los de
automóviles de gasolina. Los motores actuales tienen
relaciones de compresión en un nivel de 8 a 11, lo que
refleja eficiencias de ciclo ideal de 56% a 60%.

15. - El ciclo Otto: ciclo usado en motores de encendido por
chispa de combustión interna, como lo son los de
automóviles de gasolina. Los motores actuales tienen
relaciones de compresión en un nivel de 8 a 11, lo que
refleja eficiencias de ciclo ideal de 56% a 60%.

16. - El ciclo Diesel: el combustible es encendido por compresión
en el cilindro. La eficiencia de este ciclo es dependiente de la
relación de compresión tal como en el ciclo Otto, y también
por la relación de corte, que es la proporción del volumen
del cilindro al comienzo y al final del proceso de combustión.
Los motores Diesel son prácticamente 30% más eficientes
que los motores de gasolina
.
- Ciclo de Rankine: utilizado en las centrales eléctricas de
turbinas de vapor. La mayoría de la electricidad en el mundo
es producida a causa de este ciclo. La eficiencia de las
plantas actuales de turbinas de vapor con ciclos de
recalentamiento se aproximan al 46%.

17. Ejemplo ciclo de Rankine

18. Las eficiencias anteriores se fundamentan en modelos
matemáticos simples de motores idealizados, sin fricción y
fluidos de trabajo que se someten a las reglas
termodinámicas. Los motores reales tienen una gran
cantidad de variaciones en su comportamiento como:
- La fricción en las piezas móviles.
- La combustión defectuosa.
- El calor perdido en la cámara de combustión.
- La resistencia que provoca el aire que se mueve por el
motor.
- La energía que utilizan los equipos secundarios, como las
bombas de aceite y agua.

19. La eficiencia para los refrigeradores se define el coeficiente
de desempeño, guiándose del mismo principio utilizado en
las máquinas térmicas siendo la salida deseada, lo que sale
del foco frio, y lo que le cuesta, el trabajo necesario para
llevar a cabo este proceso. La función principal de un
refrigerador es remover el calor de un sistema.
𝐶𝑂𝑃𝑅 =
𝑆𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑎𝑑𝑎
𝐸𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑟𝑖𝑑𝑎
En las bombas de calor se utiliza el mismo principio que los
refrigeradores, pero se usa para pasar calor del medio a un
foco más caliente, como lo puede ser una habitación, para
calentarla.