PLANTAS DE ENERGIA DE VAPOR. MAQUINAS DE COMBUSTION INTERNA Y EXTERNA. CICLO OTTO, CLICO DIESEL, CICLO MIXTO, CLICO BRAYTON

1. PROCESOS DE COMBUSTIÓN
PARA MOTORES DE
COMBUSTIÓN INTERNA Y
EXTERNA
Prof. Ing. Lennys Betancourt Integrante:
Solvimar Malavé
MM-01

2. PLANTAS DE ENERGÍA DE VAPOR
 Un generador de vapor es una máquina o dispositivo de ingeniería donde la energía química
contenida en un combustible (gas natural, gasóleo, fueloil, biomasa, entre otros) 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 y lavado.

3. PARTES DE UN GENERADOR DE
VAPOR
 Economizador
 Sobrecalentador
 Recalentador
 Precalentador de aire regenerativo
 Hogar (caldera)

4. MÁQUINAS DE COMBUSTIÓN
EXTERNA
 Un motor de combustión externa es una máquina que realiza una conversión de energía calórica
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 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.
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.

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 la máquina de vapor.
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, condiciones de combustión y en el número de carreras que efectúa el pistón en un ciclo
completo.

6. CICLO OTTO
 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. Este 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 OTTO: FASES
 Las fases que posee el ciclo Otto se conocen como: Admisión,
compresión, explosión y escape. Estas son las que definen todo
el proceso que se lleva a cabo en el cilindro y que resulta en
movimiento del motor. Se dice que son fases teóricas porque
como se podrá constatar a medida que se desarrolla el ciclo lo
normal es que las fases ocurran traslapadas y no de manera
lineal. Antes de que una fase termine, ya ha comenzado la
siguiente.
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.

8. CICLO DIESEL
 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 Diesel.

9. CICLO DIESEL: FASES
 1. Compresión proceso 1-2: es un proceso de compresión adiabática
reversible, es decir sin intercambio de calor con el exterior y con un
trabajo realizado al sistema para comprimirlo.
 2. Combustión proceso 2-3: en esta idealización el aporte de calor
Qp se simplifica por un proceso isobárico (a presión constante).
 3. Explosión/Expansión proceso 3-4: se simplifica por una expansión
isentrópica (adiabática) del fluido termodinámico, hasta el volumen
específico que se tenía al inicio de la compresión.
 4. Última etapa proceso 4-1: esta etapa es un proceso isocórico
(escape) es decir a volumen constante. Desde la presión final de
expansión hasta la presión inicial de compresión.

10. CICLO MIXTO
 Se denomina ciclo mixto o 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 otro cuyo fluido de trabajo es vapor de agua a
presión.

11. CICLO MIXTO
 Esquema del funcionamiento de una central de ciclo combinado
1. Generadores eléctricos
2. Turbina de vapor
3. Condensador
4. Bomba impulsora
5. Intercambiador de calor
6. Turbina de gas

12. CICLO BRAYTON
 El ciclo Brayton 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.