TEMA 7
MOTORES ALTERNATIVOS. Basados en máquinas volumétricas • Mecanismo Pistón - Biela – Manivela (lineal o rotativo) • Proceso intermitente, flujo no continuo • Rozamiento fluido poco significativo: baja velocidad fluido – pared. • Pérdidas de calor significativas Motores de gasolina y diésel, motores Wankel, motores de vapor, motores stirling, etc.
MOTORES DE FLUJO CONTINUO. Basados en TURBOMÁQUINAS (máquinas dinámicas) • Flujo continuo • Rotativas • Pérdidas por rozamiento fluido. Flujo atraviesa coronas de álabes • Pérdidas de calor poco significativas (muy adiabáticas) Turbinas de vapor, turbinas de gas de ciclo abierto o cerrado, ciclos combinados.
MOTOR STIRLING: 1. El aire pasa de la zona caliente a la fría. Al aire al enfriarse se contrae y tira del pistón. 2 El aire al enfriarse se contrae y tira del pistón . 3 El aire pasa de la zona fría a la caliente Al aire al caliente se expande y empuja del pistón. 4 El aire al calentarse se expande y empuja al pistón
CICLOS OTTO Y DIESEL: Características • Motores de combustión interna alternativos Proceso VOLUMÉTRICO, volumen confinado en un cilindro. • Flujo no continuo proceso se repite sucesivamente • Combustión a volumen constante y/o a presión constante. Masa constante (ciclo teórico) • Pueden utilizar altas temperaturas máximas por la corta duración del periodo de combustión
CICLO OTTO: Ciclo IDEAL, suposiciones • Cpy Cvconstantes, • Masa constante durante el ciclo, ma: masa de aire, mf: masa de combustible • Compresión y expansión isentrópicas • Combustión = aportación de calor = mf · Hc
CICLO RANKINE: Características • Utiliza fluido condensable (vapor) Trabajo de compresión (líquido) << trabajo de expansión (vapor) • Turbinas de vapor Proceso CONTINUO. Normalmente con sobrecalentamiento del vapor. • Ciclo IDEAL, suposiciones • Gasto másico constante = • Compresión (líquido) y expansión (vapor) isentrópicas
CICLO BRAYTON: Características • Utiliza fluido no condensable (gas) • Turbinas de gas Proceso CONTINUO • Motor de combustión interna (ciclo abierto) o de combustión externa (ciclo cerrado). • Ciclo IDEAL, suposiciones • Masa constante (en c.i.masa de combustible despreciable): • Compresión expansión isentrópicas • Aportación y cesión de calor a presión constante. • Calor específico constante, flujo másico constante
MODIFICACIONES DE LOS CICLOS BÁSICOS • REGENERACIÓN:Aprovechar calor residual para calentar la zona fría de la aportación de calor al ciclo • COGENERACIÓN:Aprovechar la energía residual en forma de energía térmica en vez de energía mecánica • CICLO COMBINADO: Ciclo de alta temperatura de foco caliente en cabecera y ciclo de baja temperatura de foco frío en cola
TEMA 9
DINÁMICOS: Flujo continuo; movimiento rotativo del rotor compresión en base a las variaciones de velocidad y de sección de paso del fluido por los álabes del rotor (y del estator cuando existe)(ventilador-soplante-compresor axial, compr centrifugo y radial.
VOLUMÉTRICOS Flujo discontinuo: aspiración y descarga secuenciales, compresión por disminución del volumen que contiene confinado al fluido, movimiento rotativo o alternativo del émbolo. (roots (4 camaras, puede más de 2 lobulos), de tornillo, de paletas, alternativo). Alternativo-valvula automatica (control de aspiracion y descarga, paso de fluido un solo sentido)
VÁLVULAS AUTOMÁTICAS. TIPOS: válvula de disco anular, válvula de disco de canales, válvula de lengua de pájaro, válvula de láminas.
POT PERDIDAS MEC DEPENDE DE: dimesion compresor (caudal), viscosidad aceite (T), regimen de giro al cubo.
SOLUCIONES REDUCIR FUGAS: compresor membrana (bomba de vacio Pasp<Pamt, Pdescarga=Patm), compresor doble efecto (un proceso de compr en cada carrera (2 por revolucion)
REND COMPR: REND ISOTERMICO <1 POR...: trabajo compr politropico>isotermico, refri compresor insufi (no alcanza proceso isotermo), peridas de carga, fugas, perd mec.
COMPR 2 ETAPAS REFI INTERMEDIA: reducir compr con realcion compr alta
COMPR 2 ETAPAS REFRI POR AIRE: etapa P baja (cil D alta) + etapa P alta (cil d baja)->refri intermedis del fluido