La Combustión en motores tanto, en motores Interno y externo. También se verán los ciclos más comunes en la Combustión, como lo son los ciclos OTTO, diesel, combinados y brayton.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Universidad Territorial Politécnica ´´José Antonio Anzoátegui´´
UPTJAA
El Tigre Estado Anzoátegui
Facilitador: Ing. Lennys Betancourt
Estudiantes:
Albert Hernández C.I: 30.510.099
Trayecto 2 Fase2 Sección MM02
Programa nacional de formación en ingeniería en mantenimiento

2. Plantas de energía a Vapor
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. 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, aunque también tiene
amplias aplicaciones en la industria, como procesos de calentamiento
de materias primas o productos, esterilización, lavado, etc.
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.
Dicho esto, se puede observar
que, en esencia, una caldera o
generador de vapor es un tipo de
intercambiador de calor donde se
realiza un cambio de fase.
En un generador de vapor, las pérdidas por convección y radiación
son menores que las pérdidas en los humos. Las pérdidas por
convección y radiación representan un 0.5% mientras que las pérdidas
en los humos secos representa un 5% y un 1% son las pérdidas por
vapor de agua en los gases de combustión.

3. 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:
 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.
 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.

4. Maquinas de combustión Externa
Es una máquina que realiza una conversión de energía calorífica 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.
Es una máquina o dispositivo de ingeniería diseñado para generar
vapor. Este vapor se genera a través de una transferencia de calor
a presión constante, en la cual el fluido, originalmente en estado
líquido, se calienta y cambia su fase.
Tipos de caldera
 Calderas acuotubulares: Calderas en las que el fluido de trabajo se
desplaza por tubos durante su calentamiento. Son las más utilizadas en
las centrales termoeléctricas, ya que permiten altas presiones a su salida
y tienen gran capacidad de generación.
 Calderas pirotubulares: El fluido en estado líquido se encuentra en un
recipiente atravesado por tubos, por los cuales circulan gases a alta
temperatura, producto de un proceso de combustión. El agua se evapora
al contacto con los tubos calientes productos a la circulación de los gases
de escape.
¿Qué es una caldera?

5. Maquinas de combustión interna
El motor de combustión interna es un tipo de motor que obtiene
la energía mecánica a partir de la energía química con la que
cuentan los combustibles. El proceso de combustión en este tipo
de motores se produce en el interior de los propios cilindros.
Elementos de un motor de combustión interna
Este tipo de motor es ampliamente utilizado en el mundo del
automovilismo. Es importante por lo tanto, conocer bien los
elementos que lo componen y cuál es su función. Los
componentes básicos de un motor de combustión interna son:
 El bloque motor; es decir, la
pieza que proporciona la
estructura y la forma de
todo el propulsor.
 Las cámaras de combustión; más
conocidas como cilindros, son
unas piezas cerradas por un
extremo y por cuyo interior se
mueve el pistón.
 La culata, o la cabeza de los
cilindros; es la parte
superior del motor de
combustión interna y
cierran los cilindros en su
extremo abierto.
 Los pistones; encargados de
modificar el volumen en el
interior de los cilindros,
generando un vacío para
introducir la mezcla de aire y
combustible y comprimiéndola
después para provocar su
explosión.
 El cigüeñal; es el
elemento que sincroniza
todos los movimientos
de los diferentes
pistones, garantizando
una generación de
potencia constante.

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.
Origen del ciclo Otto
El motor de ciclo Otto fue ideado por el inventor francés Alphonse
Beau de Rochas en 1862. Sin embargo, no fue hasta cuatro años
después cuando se construyó el primer motor de este tipo en sus dos
versiones de dos y cuatro tiempo. Este fue construido por el alemán
Nikolaus August Otto, quien, tras un pleito, tuvo que compensar
económicamente al inventor francés. No obstante, el alemán fue quien
se quedó con la fama y quien dio nombre al motor de gasolina que
conocemos hoy.

7. Ciclo de Diésel
El ciclo del motor diésel (en contraposición al ciclo rápido, más aproximado a
la realidad) ideal de cuatro tiempos es una idealización del diagrama del
indicador de un motor diésel, en el que se omiten las fases de renovación de la
carga, y se asume que el fluido termodinámico que evoluciona es un gas
perfecto, en general aire. Además, se acepta que todos los procesos son ideales
y reversibles, y que se realizan sobre el mismo fluido. Aunque todo ello lleva a
un modelo muy aproximado del comportamiento real del motor, permite al
menos extraer una serie de conclusiones cualitativas con respecto a este tipo
de motores. No hay que olvidar que los grandes motores marinos y de
tracción ferroviaria son del ciclo de 2 tiempos diésel.
Un ciclo Diésel ideal es un modelo simplificado de lo que ocurre en un motor
diésel. En un motor de esta clase, a diferencia de lo que ocurre en un motor de
gasolina la combustión no se produce por la ignición de una chispa en el
interior de la cámara. En su lugar, aprovechando las propiedades químicas
del gasóleo, el aire es comprimido hasta una temperatura superior a la de
autoignición del gasóleo y el combustible es inyectado a presión en este aire
caliente, produciéndose la combustión de la mezcla.
Puesto que sólo se comprime aire, la relación de
compresión (cociente entre el volumen en el punto más
bajo y el más alto del pistón) puede ser mucho más alta
que la de un motor de gasolina (que tiene un límite, por
ser indeseable la autoignición de la mezcla). La relación
de compresión de un motor diésel puede oscilar entre 12 y
24, mientras que el de gasolina puede rondar un valor de
8.

8. Ciclo Combinados
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.
Este tipo de centrales se caracterizan por el uso que se realiza del calor
generado en la combustión de la turbina de gas, que se lleva a un elemento
recuperador del calor y se emplea para mover una o varias turbinas de vapor.
Estas dos turbinas, de gas y vapor, están acopladas a un alternador común
que convierte la energía mecánica generada por las turbinas en energía
eléctrica.
La combinación de estos dos procesos permite alcanzar rendimientos, en
torno al 60%, muy superior a los de una central térmica convencional con un
solo ciclo, ya que obtiene la energía eléctrica en dos etapas, logrando así un
mayor aprovechamiento de la energía del combustible.

9. Beneficios medioambientales del ciclo combinado
 El rendimiento en las centrales de ciclo combinado es muy
superior (un 58% frente a un 36% de una central convencional).
Es decir, con un menor consumo de energía primaria se logra
una mayor producción de energía eléctrica. Ello supone ventajas
tanto medioambientales como económicas.
 Producen menor contaminación atmosférica, ya que el
gas natural es un combustible más limpio que el carbón,
el petróleo o sus derivados, usados en muchos casos para
producir electricidad.
 Una central de ciclo combinado sólo requiere, para la
condensación del vapor, un tercio del agua de refrigeración
necesaria en las centrales térmicas convencionales.
 El transporte y suministro de la energía primaria (el gas natural)
se hace a través de un gasoducto enterrado, por lo que se evita el
impacto derivado de la circulación de camiones o trenes de
aprovisionamiento de carbón o fueloil.
 Las centrales de ciclo combinado pueden construirse cerca
de los lugares donde se consumirá la electricidad. De este
modo se acortan las líneas de tendido eléctrico, con lo que se
reducen las inevitables pérdidas de electricidad y se
disminuye el impacto visual

10. Ciclo de 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.
Es uno de los ciclos termodinámicos de más amplia aplicación, al ser 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.
El ciclo Brayton aparece por primera vez asociado a la patente de una
máquina de gas del inventor inglés John Barber, en 1791