investigacion compresibles

7/21/2019 Investigacion Compresibles

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UNIDAD 1 CLASIFICACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES DE FLUIDOSCOMPRESIBLES

1.1.- Definición, claificación ! "#inci"i$ %e f&nci$na'ien($

DEFINICI)N

Se denominan máquinas de fluido aquellas que tienen como función principal intercambiar energía con un fluido que las atraviesa. Este intercambio implica directamente unatransformación de energía.

1.*.-C$'"$nen(e ! f&nci$na'ien($ %el$ i(e'a a&+ilia#e %e l$ '$($#e %ec$'&(ión in(e#na #eci"#$can(e

1. "#inci"i$ %e f&nci$na'ien($ %e l$ '$($#e #eci"#$can(e %e c$'&(ión e+(e#na.M$($# S(i#lin

COMBUSTIÓN E/TERNAUn motor de combustión externa es una máquina que realiza una conversión de energíacalorífica en energía mecánica mediante un proceso de combustión que se realiza fuera dela máquina, generalmente para calentar agua que, en forma de vapor, será la que realice eltrabajo, 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.

→ MOTOR STIRLIN0

El otor Stirling fue inventado en !"!# por $obert Stirling, reverendo escoc%s. El objetivoera tener un motor menos peligroso que la máquina de vapor .El principio de funcionamientoes el trabajo &ec&o por la expansión ' contracción de un gas (normalmente &elio o&idrógeno) al ser obligado a seguir un ciclo de enfriamiento en un foco frío, con lo cual secontrae, ' de calentamiento en un foco caliente, con lo cual se expande. Es decir, esnecesaria la presencia de una diferencia de temperaturas entre dos focos ' se trata de unmotor t%rmico. Este motor, de gran antig*edad, contin+a en investigación gracias a laversatilidad de fuentes de energía posibles, 'a que al necesitar solamente una fuente de



calor, es posible usar una gran variedad de fuentes energ%ticas (energía solar t%rmica, todotipo de combustibles, uso de la biomasa, calor geot%rmico, etc%tera).o' existe una variedad de artefactos que utilizan este principio, incluso algunos con baseac+stica. Esta tecnología se considera que será de gran aplicación para regiones donde &a'gran n+mero de agricultores dispersos, a los cuales sería mu' costoso llegar con red

el%ctrica. Es de esperarse que los fabricantes de motores Stirling constru'an en gran escalaunidades peque-as de ese mismo tipo, (con disco solar) como por ejemplo con capacidadde producir unos //a 0// 1ilo2ats.&ora al mes3 Especialmente para los países situados alatitudes bajas, pues es en estas regiones donde la cantidad de radiación solar es grande alo largo de todo el a-o ' a su vez es la región donde &a' más población dispersa. El motor Stirling es el +nico capaz de aproximarse (teóricamente lo alcanza) al rendimiento máximoteórico conocido como rendimiento de 4arnot, por lo que, en lo que a rendimiento demotores t%rmicos se refiere, es la mejor opción. 4onviene advertir que no serviría comomotor de coc&e, porque aunque su rendimiento es superior, su potencia es inferior (aigualdad de peso) ' el rendimiento óptimo sólo se alcanza a velocidades bajas. Su ciclo detrabajo se conforma mediante transformaciones isocóricas (calentamiento ' enfriamiento avolumen constante) ' dos isotermas (compresión ' expansión a temperatura constante).F&nci$na'ien($ El regenerador, que, aunque no es obligatorio, permite alcanzar ma'ores rendimientos.5ste, tiene la función de absorber ' ceder calor en las evoluciones a volumen constante delciclo. El regenerador es un medio poroso, con conductividad t%rmica despreciable. 6ivide almotor en dos zonas7 zona caliente ' zona fría. El fluido se desplaza de la zona caliente a lafría a lo largo de los diversos ciclos de trabajo, atravesando el regenerador.

UNIDAD * COMBUSTIÓN Y APLICACIÓN DE LOS CICLOS TERMODINMICOS

*.1.- Ca#ac(e#i2ación %e fla'a.

4uando se produce la combustión de un elemento inflamable en una atmósfera rica enoxígeno, se observa una emisión de luz, que puede llegar a ser intensa, denominada lla'a.8odas las reacciones de combustión son mu' exot%rmicas ' desprenden gran cantidad deenergía en forma de calor . 9a llama es provocada por la emisión de energía de los átomosde algunas partículas que se encuentran en los gases de la combustión, al ser excitados por el intenso calor generado en este tipo de reacciones.

*.*.- C$'"$ición ! "#$"ie%a%e %el ai#e ! %e l$ c$'&(ile.

34&5 e el ai#e6Es una mezcla &omog%nea que se compone de los elementos que se citan en el siguiente

apartado.C$'"$ición "$#cen(&al %el ai#e.9a atmósfera terrestre está constituida principalmente por nitrógeno (:";) ' oxígeno (!;).El !; restante lo f$#'an el argón (/,<;), el dióxido de ca#$n$ (/,/=;), distintasproporciones de vapor de agua, ' trazas de &idrógeno, ozono, metano, monóxido deca#$n$, &elio, neón, 1riptón ' xenón.C$n(a'inan(e %el ai#e.

http://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Inflamable

http://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera

http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno

http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n


http://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo

http://es.wikipedia.org/wiki/Inflamable

http://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera

http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno

http://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n


http://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomo




9os principales contaminantes del aire7 4>?8@A?@?8E B$A?4AB@9ES CUE?8ES

onóxido de ca#$n$ (4>) De&íc&l$ de '$($# 6ióxido de azufre (S>) Blantas de ácido sulf+ricoBartículas en suspensión De&íc&l$ de '$($# Blomo (Bb) De&íc&l$ de '$($# idrocarburos no metálicos De&íc&l$ de '$($# 6ióxido de ca#$n$ (4>) 8odas las fuentes de c$'&(ión

P#$"ie%a%e %e l$ c$'&(ile9as propiedades más características de un combustible son las siguientes7

C$'"$ición4onocer la composición de un combustible es mu' importante para poder determinar losparámetros característicos estequiom%tricos de la reacción de combustión ' conocer si en elexisten sustancias que puedan tener importancia posterior en cuanto a la contaminación onocividad de los productos de reacción.9a forma más com+n de indicar la composición de un combustible gaseoso es comoporcentaje en volumen de cada uno de sus componentes en condiciones normales.

P$%e# Cal$#7fic$El poder calorífico (B4) de un combustible es la cantidad de energía desprendida en lareacción de combustión, referida a la unidad empleada de combustible (g, mol, m =)

Poder calorífico Superior (PCS):

Expresa la cantidad de calor que se desprende en la reacción completa de la unidad decombustible con el agua de los &umos en forma líquida a / F4 ' ! atm.



Poder calorífico Inferior (PCI):

Expresa la cantidad de calor que se desprende en la reacción completa de la unidad decombustible con el agua de los &umos en estado de vapor.

8ic$i%a%

9a viscosidad tiene gran importancia en los combustibles líquidos a efectos de sualmacenamiento ' transporte. Su determinación es experimental ' los valores típicos seencuentran tabulados para los distintos combustibles industriales líquidos.

6ensidad

Generalmente se determina experimentalmente ' para el caso de los combustibles gaseososse utiliza la densidad relativa al aire. En la práctica es mu' importante conocer esteparámetro para saber si el gas combustible se acumula en el tec&o o en el suelo, en caso deuna fuga en un local cerrado.

9a densidad absoluta del aire en condiciones normales es de !,<= 1gHm=.

L7'i(e %e infla'aili%a%Esta propiedad es característica a los combustibles gaseosos ' establece la proporción degas ' aire necesaria para que se produzca la combustión, indicando un límite superior ' unoinferior.

P&n($ %e infla'aciónBara que una reacción de combustión se produzca, la mezcla de combustible ' comburentedebe alcanzar una temperatura mínima necesaria, que recibe el nombre de punto deinflamación.El punto de inflamación depende del comburente, por lo que su valor no es el mismo si seutiliza oxígeno o aire.

Claificación %e l$ c$'&(ile

Bodemos clasificar a los combustibles seg+n su origen en comerciales ' especiales.

C$'&(ile c$'e#cialeNaturales o primarios

Sóli%$



• carbón, madera, biomasa• algunos metales (costo mu' elevado)• Uranio (elemento radiactivo que genera la fisión en un reactor nuclear)

L79&i%$

• Betróleo ' sus derivados

0ae

• Gas natural• Gas licuado de petróleo (G9B)

Artificiales o secundarios

Sóli%$

• coque (destilado de carbón de &ulla)• carbón vegetal (destilado de la madera a I/F4)• @glomerado de &ulla• Jiomasa residual (basura ' residuos urbanos, esti%rcol, etc.)

L79&i%$

• @lco&oles (destilados de la biomasa)• @ceites de nafta ' benzol (destilados de petróleo)

0ae$$

• 6estilados de madera• 6estilados de la &ulla• 6estilados de naftas de petróleo

C$'&(ile e"eciale

Este tipo de combustibles generalmente se utilizan para impulsar co&etes o en usosmilitares.

L79&i%$

• liquido K > liquido• erosene K > liquido• 6imetil&idracina L ?M?(4=)N K ?>0

Sóli%$



• Berclorato amónico ( ?04l>0)• Bólvora (?a?>= o ?>= ,K S K 4 )

*..-E(e9&i$'e(#7a %e la c$'&(ión.

9as consideraciones siguientes se refieren al uso de aire como comburente, 'a que es elutilizado en la práctica totalidad de las instalaciones de calderas.

9a estequiometría de la combustión se ocupa de las relaciones másicas ' volum%tricas entrereactivos ' productos. 9os aspectos a determinar son principalmente7

M @ire necesario para la combustiónM Broductos de la combustión ' su composición

Bara predecir estas cantidades es preciso referirse a un proceso ideal que dependa de unospocos parámetros, básicamente la naturaleza del combustible.

COMBUSTION INCOMPLETA9os componentes del combustible no se oxidan totalmente por lo que aparecen losdenominados inquemados, los más importantes son 4> ' 3 otros posibles inquemadosson carbono, restos de combustible, etc.

COMBUSTION ESTE4UIOMETRICAEs la 4ombustión 4ompleta realizada con la cantidad estricta de oxígeno3 es decir, el aireempleado en la combustión es el mínimo necesario para contener la cantidad de oxígenocorrespondiente a la oxidación completa de todos los componentes del combustible.

9a expresión de esta combustión es74x' K n @ire (> K ?) x 4> K ('H) > K /,:< n? K 4alor (O)En este caso /,!P n Q x K ('H0), siendo el calor generado es el correspondiente a lacombustión completa.

9a combustión estequiom%trica permite definir los parámetros característicos de loscombustibles7PODER COMBURI8OROEs la cantidad de aire seco, medida en condiciones normales (8R Q/4 ' BQ!atm), mínimanecesaria para la combustión completa ' estequiom%trica de la unidad de combustible.Unidades &abituales7 ?m=H1g 4ombustible, ?m=H?m=4ombustible.

Es un parámetro característico +nicamente de la composición del combustible ' puedetabularse con facilidad

PODER FUMI0ENOEs la cantidad de productos de la combustión (?m=) que se producen en la combustiónestequiom%trica de la unidad de combustible.En función de considerar o no el vapor de agua existente en los productos de la combustión,se tienen Boderes Cumígenos +medo ' Seco, respectivamente.



COEFICIENTE DE E/CESO DE AIRE9a ma'or parte de las combustiones no transcurren en estas condiciones ideales (completa' estequiom%trica), el principal aspecto a considerar será la posibilidad de que la combustióntranscurra con exceso o defecto de aire, para caracterizar la proporción de oxigeno se defineel parámetro Tcoeficiente de exceso de aire7

n Q volumen aire por unidad de combustible H Boder 4omburívoron Q ! 7 4ombustión Estequiom%trican V ! 7 6efecto de aire, se dice que la mezcla es rican W ! 7 Exceso de aire, se dice que la mezcla es pobre

COMBUSTION CON DEFECTO DE AIRE9a cantidad de aire utilizada no contiene el oxígeno necesario para oxidar completamente alos componentes del combustible.4x' K n (> K ?) 4> K 4> K K > K /,:< n ? K 4alor (O!)

@demás de los productos normales de la combustión, 6ióxido de carbono (4>) ' @gua(>), se producen inquemados como el onóxido de 4arbono (4>) e idrógeno ()3 enalgunos casos con muc&o defecto de aire puede &aber incluso carbono ' combustible sinquemar, en los &umos.El calor producido es inferior al de la combustión completa (O! O).8E>$A@ 6E 9@ 4>JUS8A>? Bágina #

COMBUSTION CON E/CESO DE AIREEn este caso la cantidad de aire aportada es superior a la correspondiente a la combustiónestequiom%trica3 la combustión en estas condiciones puede ser completa o incompleta.

COMPLETASu expresión es74x' K n! (> K ?) x 4> K ('H) > K /,! (n! M n) > K /,:< n! ? K 4alor (O)/,! n! x K 'H0

@l emplearse más aire que el estrictamente necesario, en los &umos se da la presencia deoxígeno.El calor generado (O) es el correspondiente a la combustión completa.

- INCOMPLETA

9a cantidad de aire utilizada es superior a la correspondiente a la combustiónestequiom%trica, pero a pesar de ello, debido fundamentalmente a que no se &a logrado unabuena mezcla entre el combustible ' el aire, los componentes del combustible no se oxidantotalmente.4x' K n! (> K ?) 4> K 4> K K > K > K /,:< n! ? K 4alor (O)

*.:.-P#i'e#a le! %e la (e#'$%in;'ica ! la c$'&(ión.

9a primera le' de la termodinámica da una definición precisa del calor, otro concepto de usocorriente.4uando un sistema se pone en contacto con otro más frío que %l, tiene lugar un proceso deigualación de las temperaturas de ambos. Bara explicar este fenómeno, los científicos del



siglo XDAAA conjeturaron que una sustancia que estaba presente en ma'or cantidad en elcuerpo de ma'or temperatura fluía &acia el cuerpo de menor temperatura. Seg+n se creía,esta sustancia &ipot%tica llamada calórico era un fluido capaz de atravesar los mediosmateriales.Le! %e la C$'&(ión In<e#en(e

8oda materia en el universo es susceptible de explotar.• Primer Corolario

8odo lo que explota se &inc&a primero.• Segundo Corolario

8oda vez que estalle algo en el espacio exterior, &abrá fuego. 9a razón es sencilla7 no&a' bomberos en el espacio.

• Tercer Corolario

9as grandes ciudades son las substancias más explosivas conocidas por la ciencia&umana. 8o1io, en particular, parece ser la más inestable de estas ciudades, amenudo mencionada como Y9a 4iudad CósforoY.

*.=.- Reacci$ne 9&7'ica en 'e2cla %e ae

*.> Dia#a'a %e 'e2cla 9&e'a%a ! n$ 9&e'a%a. '$%el$ i%eale

9os gases de combustión se eval+an cualitativa ' cuantitativamente. ediante el análisis deestos gases vamos a poder saber si la reacción de combustión va bien o mal. Bodemosconocer tambi%n la energía que se está produciendo ' cuanta se puede estar perdiendo.Bara todo esto, lo primero es tomar muestras de los gases de combustión.

9a toma de muestras se realiza principalmente de dos maneras7

P Bor aspiración

P Bor filtro

En ambos casos, se recogen los gases para llevarlos a analizar.

Estas muestras se recogen tanto en conductos intermedios como en la mismas c&imenea desalida de gases.

9os puntos en los que tomamos la muestra vienen condicionados por lo que queramosexactamente de esa muestra. a' que tener en cuenta que la composición de los gases vavariando desde la salida de la cámara de combustión &asta que sale por la c&imenea.



*.? Cicl$@ O(($, Dieel, S(i#lin, B#a!($n.

Cicl$ O(($

El ciclo >tto es el ciclo termodinámico ideal que se aplica en los motores de combustióninterna. Se caracteriza porque todo el calor se aporta a volumen constante. El ciclo consta

de seis procesos, dos de los cuales se cancelan mutuamente7

• EM@7 admisión a presión constante

• @MJ7 compresión isentrópica

• JM47 combustión, aporte de calor a volumen constante. 9a presión se elevarápidamente antes de comenzar el tiempo +til

• 4M67 fuerza, expansión isentrópica o parte del ciclo que entrega trabajo

• 6M@7 Escape, cesión del calor residual al ambiente a volumen constante

• @ME7 Escape, vaciado de la cámara a presión constante.

a' dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de >tto, los motores de dos tiempos ' losmotores de cuatro tiempos. Este +ltimo, junto con el motor di%sel, es el más utilizado en losautomóviles 'a que tiene un buen rendimiento ' contamina muc&o menos que el motor dedos tiempos.



• 6urante la primera fase el pistón se desplaza &asta el BA ' la válvula de admisiónpermanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla de combustible ' aire &aciadentro del cilindro(Esto no significa que entre de forma Gaseosa).

• 6urante la segunda fase las válvulas permanecen cerradas ' el pistón se mueve

&acia el BS, comprimiendo la mezcla de aire ' combustible. 4uando el pistón llegaal final de esta fase, la bujía se activa ' enciende la mezcla.

• 6urante la tercera fase se produce la combustión de la mezcla, liberando energía queprovoca la expansión de los gases ' el movimiento del pistón &acia el BA. Seproduce la transformación de la energía química contenida en el combustible enenergía mecánica trasmitida al pistón. El la trasmite a la biela, ' la biela la trasmite alcig*e-al, de donde se toma para su utilización.

• En la cuarta fase se abre la válvula de escape ' el pistón se mueve &acia el BS,

expulsando los gases producidos durante la combustión ' quedando preparado paraempezar un nuevo ciclo.

Bara mejorar el llenado del cilindro, tambi%n se utilizan sistemas de sobrealimentación, 'asea mediante turbocompresores (turbos o mediante compresores volum%tricos o tambi%nllamados compresores de desplazamiento positivo

9a eficiencia de los motores >tto modernos se ve limitada por varios factores, entre otros, lap%rdida de energía por la fricción ' la refrigeración.

En general, la eficiencia de un motor de este tipo depende de la relación de compresión,proporción entre los vol+menes máximo ' mínimo de la cámara de combustión. Estaproporción suele ser de " a ! o !/ a ! en la ma'oría de los motores >tto modernos. Sepueden utilizar proporciones ma'ores, como de ! a !, aumentando así la eficiencia delmotor, pero este dise-o requiere la utilización de combustibles de alto índice de octanos.Una relación de compresión baja requiere combustible con bajo n+mero de octanos para&acer que el combustible alcance su punto de ignición. 6e la misma manera, unacompresión alta requiere un combustible de alto n+mero de octanos, para evitar los efectosde detonación del combustible, es decir, que se produzca una autoignición del combustibleantes de producirse la c&ispa en la bujía. 9a eficiencia media de un buen motor >tto es deun I a un =/;, inferior al rendimiento alcanzado con motores diesel, que llegan a

rendimientos del =/ al 0I;. En el ciclo otto los motores trabajan en un rango de presionesde I a !/ bares, una relación de compresión de : a !/, donde el exceso de aire (factor lambda), toma valores de /,< a !,!.

CICLO DIESELEl ciclo del motor di%sel lento (en contraposición al ciclo rápido, más aproximado a larealidad) ideal de cuatro tiempos es una idealización del diagrama del indicador de un motor 6iesel, en el que se omiten las fases de renovado de la masa ' se asume que el fluidotermodinámico que evoluciona es un gas perfecto, en general aire. @demás, se acepta que



todos los procesos son ideales ' reversibles, ' que se realizan sobre el mismo fluido. @unque todo ello lleva a un modelo mu' aproximado del comportamiento real del motor,permite al menos extraer una serie de conclusiones cualitativas con respecto a este tipo demotores.

4onsta de las siguientes fases7

• 4ompresión, proceso !M7 es un proceso de compresión adiabática reversible(isentrópica). Diene a simbolizar el proceso de compresión de la masa fresca en el motor real, en el que en el pistón, estando en el punto muerto inferior (BA), empieza su carrerade ascenso, comprimiendo el aire contenido en el cilindro. Ello eleva el estadotermodinámico del fluido, aumentando su presión, su temperatura ' disminu'endo suvolumen específico, en virtud del efecto adiabático. En la idealización, el proceso vienegobernado por la ecuación de la isentrópica , con 1 índice de politropicidad isentrópico.

• 4ombustión, proceso M=7 en esta idealización, se simplifica por un proceso isóbaro. Sinembargo, la combustión 6iesel es muc&o más compleja7 en el entorno del BS (engeneral un poco antes de alcanzarlo debido a problemas relacionados con la inerciat%rmica de los fluidos), se inicia la in'ección del combustible ( en motores de automóviles,gasóleo, aunque basta con que el combustible sea lo suficientemente autoinflamable 'poco volátil). El in'ector pulveriza ' perliza el combustible, que, en contacto con laatmósfera interior del cilindro, comienza a evaporarse. 4omo quiera que el combustiblede un motor 6iesel tiene que ser mu' autoinflamable (gran poder detonante), ocurre que,muc&o antes de que &a'a terminado la in'ección de todo el combustible, las primerasgotas de combustible in'ectado se autoinflaman ' dan comienzo a una primera

combustión caracterizada por ser mu' turbulenta e imperfecta, al no &aber tenido lamezcla de aire ' combustible tiempo suficiente como para &omogeneizarse. Esta etapaes mu' rápida, ' en el presente ciclo se obvia, pero no así en el llamado ciclo 6ieselrápido, en el que se simboliza como una compresión isócora al final de la compresión.Bosteriormente, se da, sobre la masa fresca que no &a sido quemada, una segundacombustión, llamada combustión por difusión, muc&o más pausada ' perfecta, que es laque aquí se simplifica por un proceso isóbaro. En esta combustión por difusión se suelequemar en torno al "/; de la masa fresca, de a&í que la etapa anterior se suela obviar.Sin embargo, tambi%n es cierto que la inmensa ma'oría del trabajo de presión ' de las



p%rdidas e irreversibilidades del ciclo se dan en la combustión inicial, por lo que omitirlasin más sólo conducirá a un modelo imperfecto del ciclo 6iesel. 4onsecuencia de lacombustión es el elevamiento s+bito del estado termodinámico del fluido, en realidaddebido a la energía química liberada en la combustión, ' que en este modelo &a deinterpretarse como un calor que el fluido termodinámico recibe, ' a consecuencia del cual

se expande en un proceso isóbaro reversible.

• Expansión, proceso =M07 se simplifica por una expansión isentrópica del fluidotermodinámico, &asta el volumen específico que se tenía al inicio de la compresión. En larealidad, la expansión se produce a consecuencia del elevado estado termodinámico delos gases tras la combustión, que empujan al pistón desde el BS &acia el BA,produciendo un trabajo. ?ótese como, como en todo ciclo de motor de cuatro tiempos,sólo en esta carrera, en la de expansión, se produce un trabajo.

• Zltima etapa, proceso 0M!7 esta etapa es un proceso isocórico(Escape). desde la presión

final de expansión &asta la presión inicial de compresión. En rigor, carece de cualquier significado físico, ' simplemente se emplea ad &oc, para poder cerrar el ciclo ideal. Sinembargo, &a' autores que no satisfec&os con todas las idealizaciones realizadas,insisten en dar un siginificado físico a esta etapa, ' la asocian el renovado de la carga,pues, razonan, es esto lo que se produce en las dos carreras que preceden a lacompresión ' siguen a la expansión7 el escape de masa quemada ' la admisión de masafresca. ?o obstante, el escape es un proceso que requiere muc&o más trabajo que el queimplica este proceso (ninguno), ' además ninguno de los dos procesos se da, ni por asomo, a volumen específico constante.

Es importante notar cómo, en el ciclo 6iesel, no se deben confundir nunca los cuatro

tiempos del motor con el ciclo termodinámico que lo idealiza, que sólo se refiere a dos de lostiempos7 la carrera de compresión ' la de expansión3 el proceso de renovado de la carga caefuera de los procesos del ciclo 6iesel, ' ni tan siquiera es un proceso termodinámico en elsentido estricto.

CICLO STIRLIN0

El ciclo Stirling es un ciclo termodinámico del motor Stirling que busca obtener el máximorendimiento. Bor ello, es semejante al ciclo de Sadi 4arnot.

@ diferencia de la máquina de 4arnot, (la cual logra la ma'or eficiencia teórica) esta máquinaestá constituida por dos isotermas,dos isocoras ' un sistema de regeneración entre lasisocoras.

Existe tambi%n una máquina similar seg+n el ciclo Ericsson, la cual consta de dos isotermas' dos isobaras. 8ambi%n consta de un sistema de regeneración entre las isobaras como en elciclo Stirling.



El 4iclo Stirling Adeal consiste de cuatro procesos termodinámicos que act+an sobre el fluidode trabajo7

• !M. 4ompresión Asot%rmica del gas a la temperatura inferior. 6urante este proceso secede al exterior una cantidad de calor a la fuente fría..

• M=. @bsorción de calor a volumen constante (isocórico o isócoro). El gas absorbe delregenerador una cantidad de calor Or ' aumenta su temperatura, lo que provoca unaumento de presión.

• =M0. Expansión isoterma del gas a alta temperatura. 6urante este proceso se absorbecalor de la fuente caliente.

• 0M!. 4esión de una cantidad de calor Or al regenerador a volumen constante,disminu'endo la temperatura del fluido.

CICLO BRAYTONA%'iión

El aire frío ' a presión atmosf%rica entra por la boca de la turbinaC$'"#e$#

El aire es comprimido ' dirigido &acia la cámara de combustión mediante un compresor (movido por la turbina). Buesto que esta fase es mu' rápida, se modela mediante unacompresión adiabática @[J.

C;'a#a %e c$'&(ión



En la cámara, el aire es calentado por la combustión del queroseno. Buesto que la cámaraestá abierta el aire puede expandirse, por lo que el calentamiento se modela como unproceso isóbaro J[4.

T&#ina

El aire caliente pasa por la turbina, a la cual mueve. En este paso el aire se expande ' seenfría rápidamente, lo que se describe mediante una expansión adiabática 4 [6.

Eca"e

Bor +ltimo, el aire enfriado (pero a una temperatura ma'or que la inicial) sale al exterior.8%cnicamente, este es un ciclo abierto 'a que el aire que escapa no es el mismo que entrapor la boca de la turbina, pero dado que sí entra en la misma cantidad ' a la misma presión,se &ace la aproximación de suponer una recirculación. En este modelo el aire de salidasimplemente cede calor al ambiente ' vuelve a entrar por la boca 'a frío. En el diagrama BD

esto corresponde a un enfriamiento a presión constante 6[@.

Existen de &ec&o motores de turbina de gas en los que el fluido efectivamente recircula 'solo el calor es cedido al ambiente. Bara estos motores, el modelo del ciclo de Jra'ton ideales más aproximado que para los de ciclo abierto.

El rendimiento (o eficiencia) de una máquina t%rmica se define, en general como Tlo quesacamos dividido por lo que nos cuesta. En este caso, lo que sacamos es el trabajo neto+til, \ ] \ . 9o que nos cuesta es el calor Oc, que introducimos en la combustión. ?opodemos restarle el calor \ Of \ 'a que ese calor se cede al ambiente ' no es reutilizado (loque violaría el enunciado de elvinMBlanc1). Bor tanto



Sustitu'endo el trabajo como diferencia de calores

Esta es la expresión general del rendimiento de una máquina t%rmica.

*..-C$'"a#aci$n %e l$ cicl$ #eale c$n l$ cicl$ i%eale

4iclo >tto 8eórico7 8ípicamente el ciclo lo describe un sistema cilindroMpistón, accionado por un mecanismo bielaMmanivela. 9a descripción del ciclo >tto teórico se &izo en un punto

anterior. @quí tenemos que recordar los siguientes aspectos básicos que valen para un ciclode cuatro tiempos7

El pistón se mueve entre dos extremos llamados Bunto uerto Superior (BS) ' Buntouerto Anferior (BA). Se usa el t%rmino de punto muerto pues cuando el cigue-al se mueveuna cierta cantidad de grados en torno al punto muerto, el desplazamiento vertical del pistónes peque-o. En cambio cuando se mueve los mismos grados a mitad de carrera, eldesplazamiento es grande.

Se llama carrera la distancia que &a' entre el BS ' BA. Una carrera, por lo tanto,corresponde a media vuelta de cigue-al.

El cilindro se conecta con el exterior por medio de un sistema de admisión ' un sistema deescape. 9a admisión de mezcla aireHcombustible se controla por medio de una válvula deadmisión (D@) ' la expulsión de gases quemados a la atmósfera se controla por medio deuna válvula de escape (DE).

El desplazamiento es el volumen que desplaza el pistón entre su carrera desde el BS aBA o vice versa.

El volumen mínimo o volumen muerto es el volumen que queda adentro del cilindro cuando

el pistón está justo en el BS.

El volumen máximo es el volumen dentro del cilindro cuando el pistón está en el BA.

9a razón de compresión es el cuociente entre el volumen máximo ' volumen mínimo.

Un ciclo de 0 tiempos completo se realiza en dos revoluciones completas del motor (0carreras)7 carrera de admisión (D@ abierta ' DE cerrada, desde BS a BA)3 carrera decompresión (D@ ' DE cerradas, desde BA a BS)3 carrera de trabajo (D@ ' DE cerradas,



desde BS a BA) ' carrera de expulsión o escape (D@ cerrada, DE abierta, desde BA aBS).

P$(encia %e B$'e$@

El ciclo real tiene dos áreas de trabajo. Un área positiva que corresponde a la evolución !MM=M0 ' un área de trabajo negativo que corresponde al trabajo de aspiración /M! más eltrabajo de expulsión !M/. Esta área de trabajo negativo se llama trabajo de bombeo 'corresponde al trabajo necesario a &acer debido al llenado ' vaciado de cilindro.

9a potencia de bombeo es simplemente el trabajo de bombeo que se pierde por unidad detiempo.

En la práctica el motor >tto (a gasolina) controla el trabajo generado por ciclo aumentando lapotencia de bombeo. En efecto, para el motor >tto, la razón aireHcombustible debe

mantenerse casi constante e igual a la estequiom%trica en todo el rango de funcionamiento.Bor lo tanto a baja potencia ' rpm la solución que se adopta es estrangular la admisión, paraque así entre menos masa de aire ', por lo tanto, tambi%n disminu'a la cantidad decombustible. Bor lo tanto el trabajo de succión que se debe &acer durante la admisión crecemuc&o (es trabajo negativo). Bor otro lado en la descarga o vaciado del cilindro tambi%n &a'un área negativa que tiende a ser importante.

6e &ec&o cuando el motor está sin carga ' en ralenti, el trabajo de bombeo es igual altrabajo positivo generado por el ciclo ' el trabajo neto es cero.

P#eión Me%ia Efec(ia@

El trabajo neto que entrega el ciclo real es la suma del trabajo positivo (evolución real !MM=M0) más el trabajo negativo de bombeo (/M! más !M/). Bodemos asimilar esta área de trabajoen un diagrama pMD a un rectángulo de área equivalente que tiene como presión mínima lapresión ambiente, volumen mínimo el volumen D^ ' volumen máximo el volumen D^!. 9apresión máxima de este ciclo teórico es la presión media efectiva.

En buenas cuentas la presión media efectiva resulta de calcular un ciclo teórico, rectangular,que tiene el volumen mínimo ' máximo del ciclo, presión mínima igual a la ambiente 'presión máxima tal que el área de trabajo encerrado por este ciclo equivale al trabajo neto

del ciclo real.

Ren%i'ien($ 8$l&'5(#ic$@

>tro concepto importante en el análisis del rendimiento que tiene un ciclo real es elrendimiento volum%trico. Este simplemente expresa el cuociente entre la masa de aire realque entra al cilindro en una embolada ' la masa de aire teórica.



El cilindro tiene un volumen desplazado igual a Dmax M Dmin. Si el cilindro admitiera aire(mezcla) a presión ambiente, la masa que entra sería simplemente7

__ m Q `varr&o `cdot (D^max M D^min) `qquad Q pâ òver $ `cdot 8â `times (D^max MD^min) __

Un menor rendimiento volum%trico &ace que el motor pierda potencia.

a' varios fenómenos que &acen que la masa de aire que entra al cilindro es menor a lateórica. En particular7

• @ medida que la altura sobre el nivel del mar aumenta, la masa de aire disminu'e. Enve&ículos antiguos, carburados, esto además da origen a mezcla excesivamente rica' p%rdida adicional de potencia.

• Si la temperatura ambiente sube, la densidad del aire disminu'e ' baja el rendimientovolum%trico (' potencia).

• 9a p%rdida de carga en el sistema de admisión de aire disminu'e el rendimientovolum%trico. En particular, filtros de aire tapados o en mal estado dan origen a estefenómeno.

• 4uando las revoluciones del motor son mu' elevadas, los fenómenos de roce en elsistema de admisión (filtro, m+ltiple de admisión, válvulas) crecen más rápido que lasrpm, lo cual &ace que el rendimiento volum%trico caiga.

Fac($#e 9&e Afec(an Ren%i'ien($ %e Cicl$ Real@

SE sobreponen el ciclo >tto teórico ' lo que ocurriría si la apertura ' cierre de válvulas asícomo el encendido de mezcla ocurra justo en los puntos claves del ciclo. En la descripciónque sigue se compara lo que en teoría ocurre en cada evolución del ciclo ' lo que ocurriría sise sigue el ciclo teórico.

Evolución /M!3 @spiración7 la válvula de admisión (D@) se abre ' la válvula de escape estácerrada. En teoría el cilindro se llena con mezcla a presión ambiente. En realidad &a'p%rdida de carga en el sistema de admisión (filtro de aire, m+ltiple de admisión, flujo por

válvula de admisión), esto &ace que la presión en !, p^! sea menor que la presión ambiente.si en ese instante se cierra la válvula de admisión, el cilindro queda lleno de mezcla apresión significativamente menor que el ambiente. @l &aber menos mezcla (menos aire), estoafectará negativamente la potencia que puede desarrollar el motor.

Evolución !M3 4ompresión7 esta evolución en principio es una adiabática. 4omo p^! esmenor que el ambiente, la presión p^ tambi%n termina de estar bastante por debajo de loque ocurre en teoría.



Evolución M=3 4ombustión7 9a combustión en teoría es a volumen constante (isócora). Estosería así si el tiempo de combustión fuera /. Bero en realidad el frente de llama tiene unavelocidad finita (del orden de la decena de metros por segundo). 4uando los motores >ttoeran mu' lentos (!// a // rpm), en la práctica la combustión se podía considerar instantánea, pero al sobrepasar las ./// a =./// rpm, la velocidad del pistón es del mismo

orden de magnitud que el frente de llama.

@demás, al iniciarse la combustión, esta se propaga desde la bujía al entorno de la cámarade combustión. 4omo el frente de llama es peque-o en un inicio, la presión subrerelativamente lento. Entonces si se enciende la c&ispa justo en el punto (BS), el pistóncomenzará a bajar de inmediato ' el volumen a aumentar ' la presión crecer menos de loque debería.

Evolución =M03 4arrera de trabajo7 Esta evolución, en teoría, es expansión adiabática sinroce. 4omo el punto = termina a menor presión ' más volumen que la teoría, es pierde áreade trabajo.

Evolución 0M!3 apertura Dálvula de Escape7 en teoría, al abrir la válvula de escape (lo quedebería ocurrir instantáneamente en el punto 0), la presión dentro de la cámara decombustión cae en forma instantánea de p^0 a pâ (presión ambiente). Sin embargo ocurreque la apertura de la DE no es instantánea ' además los gases de escape tienen que vencer el roce de fluir en torno a la DE ' del sistema de escape (m+ltiple de escape, catalizador,ducto de escape ' silenciador). 8odo esto &ace que la presión no caiga instantáneamente&asta pâ, sino que más lentamente, lo cual &ace que de a poco se acerque la presión apâ.

Evolución !M/3 carrera de escape7 en teoría esta evolución es a pâ. Bero en realidad lapresión va ca'endo &asta pâ. Esto se &ace con la válvula de escape (DE) abierta. Si justoal llegar al BS se cierra la DE ' se abre la D@, ocurrirá que quedará dentro de la cámara decombustión una cierta cantidad de gases quemados (correspondientes al volumen muertodel cilindro). Estos gases quemados disminu'en el rendimiento del próximo ciclo al quitar volumen ' aire fresco para la siguiente evolución.

En resumen, si se trata de abrir ' cerrar válvulas ' dar la c&ispa justo en los puntos teóricosdel ciclo >tto, el rendimiento ' performance se deterioran por7

al llenado de cilindro7 al admitir mezcla a presión inferior al ambiente, la masaaireHcombustible que llena el cilindro es menos que la teórica, esto bajará la cantidad detrabajo que se puede generar, pues entra menos combustible ' además el trabajo deadmisión es negativo.

4ombustión no isócora7 al dar la c&ispa justo en el BS, se pierde trabajo por aumento devolumen durante la combustión ' además porque adiabática de trabajo ocurrirá a presiónmenor que la teórica.



Daciado no instantáneo del cilindro7 al abrir la DE justo en el BA, el vaciado del cilindro esno instantáneo, lo cual origina trabajo negativo de vaciado.

4arrera de expulsión con presión ma'or a p^a7 el punto anterior tambi%n &ace que el trabajode vaciado del cilindro durante toda la fase de expulsión sea ma'or de lo necesario.

Gases quemados en volumen muerto7 al cerrar la DE justo en el BS ' al mismo tiempoabrir la D@, &ace que queden gases quemados en el volumen muerto, lo cual deteriora elrendimiento del siguiente ciclo.

Dife#encia en(#e el cicl$ Dieel ! (eó#ic$

Entre los ciclos real ' teórico 6iesel existen, igual que en el caso >tto, diferencias en laforma ' en los valores de las presiones ' temperaturas. @lgunas de estas semejanzascorresponden a las del ciclo >tto3 por ejemplo, las debidas a la variación de los caloresespecíficos, a la perdida de calor ' al tiempo de abertura de la válvula de escape.

>tras difieren en parte ' son originadas por la disociación ' la perdida por bombeo. Bor ultimo, una es peculiar del motor 6iesel, a saber3 la referente a la combustión, la cual no severifica a presión constante en el caso del ciclo real.

a) 4ombustión a presión constante. 4omo se ve en el diagrama indicado, en la practicala combustión se realiza en tales condiciones, que la presión varia durante el proceso,mientras que en el ciclo teórico &abíamos supuesto que se mantenía constante. Enrealidad, una parte de la combustión se lleva a cabo a volumen constante, ' otra parte, apresión constante, casi como en el ciclo >tto real. 8an solo en el caso de los motores

mu' lentos se desarrolla de forma ligeramente aproximada al proceso teórico.

b) 6isociación de los productos de la combustión. En el motor de encendido por compresión, la disociación no tiene un efecto tan importante como en el motor deencendido por c&ispa, por cuanto el exceso de aire ' mezcla de los productos de lacombustión son tales, que reducen la temperatura máxima ', en consecuencia, tambi%nla disociación de dic&os productos.

c) Berdida por bombeo. 9as perdidas por bombeo son inferiores a las que se producen nciclo >tto, puesto que no &a' estrangulamiento en el aire de aspiración3 en los motoresde encendido por compresión no existe la válvula mariposa, característica de los motoresde encendido por c&ispa, provistos de carburador. Bor ello, la superficie negativa del ciclo6iesel real es menor que la del ciclo >tto.

8odo cuanto llevamos explicando se refiere a los motores de 0 tiempos. En los de tiempos, bastante difundidos entre los de tipo 6iesel resultan importantes la perdida por bombeo ' la causada por la interrupción de la expansión antes del B..A. para dar lugar alescape. 4omprendido en la perdida por bombeo se debe considerar tambi%n el trabajo



necesario para realizar el barrido del cilindro del cilindro, que a menudo se efect+a por uncompresor.

UNIDAD SISTEMAS AU/ILIARES Y PRUEBAS DE MOTORES DE COMBUSTIÓNINTERNA

.1.-Si(e'a %e@ C$'&(ile, eca"e, enf#ia'ien($, in!ección, l&#icación !an(ic$n(a'inan(e.

SISTEMA DE COMBUSTIBLEEl combustible es el elemento necesario para producir la potencia necesaria que mueve a unve&ículo. En la actualidad son varios los combustibles que pueden ser utilizados en losmotores3 el diesel ' la gasolina son los más comunes pero tambi%n se pueden utilizar7 el gas



licuado de petróleo (9B), el gas natural comprimido (G?4), el gas natural licuado (G?9), elpropano, el metanol, el etanol ' otros. Bara obtener el máximo aprovec&amiento de laenergía del combustible se requiere mezclar con el oxígeno, el cual es obtenido del aire ' asígenerar la combustión. 8res son los factores que influ'en en el fenómeno de combustión '%stos son7

1. La (e'"e#a(&#a9a temperatura de la cámara de combustión es fundamental para generar una buenacombustión. Generalmente a ma'or temperatura se tiene una mejor combustión, sinembargo esto afecta las emisiones de óxidos de nitrógeno (?>x) las cuales se incrementanal tener ma'ores temperaturas. 9as temperaturas bajas generan una mala combustión 'generalmente provocan altas emisiones de &idrocarburos no quemados (4) ' de monóxidode carbono (4>).*. La (&#&lenciaSe refiere a la forma en la cual se mezclan el aire ' el combustible. En este sentido losfabricantes &an tratado por diferentes medios de incrementar la turbulencia, algunas veces atrav%s del dise-o del m+ltiple de admisión, de la cabeza del pistón, de la forma de la cámara,etc.. El (ie'"$ %e #ei%enciaSe refiere al tiempo que la mezcla aire combustible permanece dentro de la cámara decombustión. En este tiempo, la mezcla aire combustible debería quemarse completamente.Un sistema de combustible que no cumpla los requisitos necesarios puede producir lossiguientes efectos7

• Sobre consumo de combustible• 6esgaste prematuro de partes por contaminación del lubricante con combustible '

provocar adelgazamiento de la película lubricante• Calta de potencia• 6a-o al convertidor catalítico• Cugas de combustible• 4onatos de incendio

Es por todo esto importante conocer como trabaja el sistema de combustible, las accionesque pueden afectar de manera negativa al desempe-o del ve&ículo.Oe(i$El sistema de combustible tiene varios objetivos3 entre ellos se pueden mencionar lossiguientes7Broporcionar la mezcla adecuada de aireMcombustible acorde a las condiciones de operacióndel ve&ículoezclar el aire ' el combustible para el mejor aprovec&amiento del combustible6osificar el combustible o la mezcla aireMcombustible en la cámara de combustión.Bara cumplir con estos objetivos existen diferentes sistemas de combustible entre ellos, setienen7 los sistemas carburados o de admisión natural ' los sistemas de in'ección quepueden ser por el tipo de in'ección7Sistema carburado o de admisión naturalSistema de in'ección PARTES, COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO

El sistema de combustible alimenta el motor a gasolina o diesel que necesita un automóvilpara funcionar. Si alguna de las partes del sistema de combustible falla, el motor nofuncionará.



En el tanque &a' una unidad que informa al instrumento de medición la cantidad de gasolinaen el depósito. El dato se puede leer en el tablero de instrumentos del coc&e.9a bomba de combustible (bomba de nafta) se encuentra instalada en el tanque decombustible en los ve&ículos nuevos. En el recorrido de la vía de combustible en los autosde a-os anteriores.

9os automóviles viejos tienen la bomba de combustible cerca del motor o a mitad de caminoentre el tanque de combustible ' el motor del coc&e.Si la bomba se encuentra en el tanque de combustible o en la carrocería a mitad de caminoentonces funciona a electricidad con la batería del auto.9as que se encuentran cerca del motor aprovec&an el movimiento del mismo para bombear el combustible ' lo consiguen por acople mecánico.9os filtros de combustible son elementos críticos. El combustible limpio es indispensablepara la vida +til ' el rendimiento del motor a explosión.9os in'ectores de combustible tienen peque-as aberturas que se obstru'en fácilmente, por lo tanto filtrar el combustible es la +nica forma de prevenir tal accidente.9os filtros pueden estar antes o despu%s de la bomba de combustible, a veces puede &aber uno de cada lado.9os in'ectores de combustible se comenzaron a aplicar en los autos dom%sticos a partir de!<"# en el ve&ículo de fábrica (4oc&e de serie).En lugar de &acer la mezcla entre combustible ' aire como en el carburador, unacomputadora controla cuando los in'ectores se abren dentro del motor. Es un sistemadiferente al del 'a bien conocido carburador.Este sistema resulta en una disminución de las emisiones contaminantes ' en una ma'or economía de combustible. El Yin'ector de combustibleY es básicamente una peque-a válvulael%ctrica que abre ' cierra con se-ales el%ctricas.

Bor in'ectar el combustible cerca de la cabeza del cilindro, es atomizado en peque-aspartículas, de tal modo puede quemar mejor cuando la ignición ocurre por la c&ispa de labujía en cada cilindro del motor a explosión.

ESCAPEEste sistema conduce gases del motor al exterior. Es importante porque a'uda a la expulsiónde los gases del motor, a mejorar la combustión ' la potencia final obtenida.9a función de los motores de combustión interna es la de a'udar a los gases producidos enla combustión a escapar del motor &acia el exterior mejorar la combustión ' reducir enalgunos casos las emisiones de gases nocivos.4onsta de un m+ltiple de escape, conductos, catalizador, silenciador ' en algunasinstalaciones, de censores auxiliares.

Este sistema funciona bien si el flujo de gases &acia el exterior es continuo, de caudalacorde al r%gimen de marc&a del motor ' con p%rdidas de carga admisibles requeridas por elfabricante del motor. 9a calidad del combustible utilizado, es importante en los sistemas concatalizador, 'a que %ste puede contaminarse.9as fallas más comunes de este sistema es el taponamiento de los conductos, por eldepósito de partículas carbonosas, producto de una mala combustión, la obstrucción ocontaminación de un catalizador o la rotura de un sensor.



9as reparaciones posibles son fundamentalmente la limpieza de los conductos, para extraer los depósitos de carbón, o el reemplazo de un componente como el catalizador si estácontaminado, el silenciador si está roto, o un sensor si la se-al es defectuosa.

ENFRIAMIENTOEl sistema de enfriamiento es el que se encarga de que los diferentescomponentes del motor semantengan en temperaturasseguras ' así evitar que el motor sufradesgastes prematuros o da-os importantes ' lograr conello su máximo rendimiento.

@lgunas partes del motor que se deben enfriar constantemente son7• 4ámara de combustión• Barte alta del cilindro• 4abeza del pistón• Dálvulas de escape ' de admisión• 4ilindro

OBETI8O DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTOP $educir la temperatura dentro seguros de operación para los diferentes componentes,tanto exteriores como interiores del motor P 6isminuir el desgaste de las partesP $educir el calentamiento de los elementos de la máquina que se mueven unos conrespecto a otrosP antener una temperatura óptima para obtener el mejor desempe-o del motor Bara cumplir con estos objetivos el sistema cuenta con el refrigerante que es la sustanciaencargada de transferir el calor &acia el aire del medio ambiente, ' debe tener las siguientescaracterísticas7P antener el refrigerante en estado líquido evitando su evaporación. Esto se logra alcambiar el punto de evaporación de la sustancia refrigeranteP antener el refrigerante en estado líquido evitando la formación de &ielo al bajar latemperatura ambiente, esto se logra al cambiar el punto de congelación de la sustanciarefrigeranteP Evitar la corrosiónP 8ener una gran capacidad para intercambiar calor

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO



9os sistemas de enfriamiento se clasifican generalmente de acuerdo al tipo de elementoutilizado para enfriar el motor En algunos casos es un líquido ' en otros es aire.Estos sistemas son mu' confiables 'a que no presentan fugas de la sustancia refrigerantepero no son tan eficientes como los que utilizan una sustancia líquida además de queproporcionan un mejor control de la temperatura en los cilindros ' la cámara de combustión.

En sistemas que manejan aire como elemento refrigerante, se requieren grandes cantidadesde este elemento para enfriar al motor, por lo cual su uso está restringido a motorespeque-os (como en el caso de algunas motocicletas) o en condiciones mu' específicas.

CIRCUITO DEL L4UIDO REFRI0ERANTE EN EL MOTORUna banda acoplada a la polea del cig*e-al mueve la polea de la bomba de agua, %staprovoca el movimiento del líquido refrigerante del motor &acia el radiador, en %l se &acepasar una corriente de aire movida por el ventilador &acia el líquido refrigerante, lo que lepermite bajar su temperatura ', a trav%s de unas mangueras, este líquido retorna &acia elmotor para volver a iniciar el ciclo. El líquido que entra al motor transfiere parte del calor generado en la cámara de combustión removi%ndolo de la parte superior del cilindro, de lasválvulas de admisión ' de escape, ' del mismo cilindro a trav%s de las camisas que loenvuelven ' que forman parte del monobloc1. Este líquido caliente es impulsado por labomba de agua ' enviado &acia el radiador pasando por el termostato conclu'endo así elciclo. 4uando el motor está por debajo de la temperatura de operación, el termostatobloquea el flujo de agua &acia el radiador, circulando %ste solamente por las camisas deagua para elevar la temperatura de manera &omog%nea &asta un nivel óptimo.En días fríos el termostato permite apenas la circulación de refrigerante suficiente a trav%sdel radiador para eliminar el exceso de calor ' mantener una temperatura adecuada en elmotor. En días calurosos es probable que el termostato est% abierto por completo.

LUBRICACION



Este sistema es el que mantiene lubricadas todas las partes móviles de un motor, a la vezque sirve como refrigerante.8iene importancia porque mantiene en movimiento mecanismos con elementos quefriccionan entre sí, que de otro modo se engranarían, agravándose este fenómeno con laalta temperatura en el interior del motor.El sistema consta de una bomba de circulación, un regulador de presión, un filtro de aceite,' conductos internos ' externos por donde circula.

Este funciona de la siguiente manera7Una bomba generalmente de engranajes, toma el aceite del depósito del motor, ' lo envía alfiltro a una presión regulada, se distribu'e mediante conductos internos ' externos del motor a las partes móviles, lubrica ' refrigera las partes móviles ' de a&í pasa al radiador dondeabsorbe un poco del calor ' regresa al depósito.



ANTICONTAMINACIONTES4ontrol de las emisiones del sistema de escape7El control de las emisiones del sistema de escape puede caber en tres partes7

!. Ancremento de la eficiencia del motor . Ancremento en la eficiencia del ve&ículo=. 9impieza de las emisiones

4onvertidores 4atalíticos79os convertidores catalíticos son dispositivos que se colocan en la tubería de escape con loque se pretende convertir varias emisiones toxicas en menos perjudiciales. Entre loselementos usados como catalizadores se inclu'en platino, paladio ' rodio. 9os convertidorescatalizadores &an sido mejorados constantemente con los a-os. Estos &acen una mejorasignificativa, además de práctica, en el m%todo de la reducción de las emisiones de losgases de escape.Su otro efecto significativo en la polución es que son incompatibles con el uso de tetraMetil deplomo te como un octano que le da más energía a la combustión de la gasolina, &aciendoasí que estos sean más comunes en los carros. 9as emisiones de plomo son altamenteda-inas para la salud &umana ' su eliminación virtual &a sido uno de los %xitos más grandesen la reducción en el control de las emisiones de polución en el aire.



Esfuerzos en la reducción de emisiones de vapores nocivos inclu'en la captura de vaporesventilados dentro del ve&ículo ' la reducción de estos al momento de recargar combustible.

.*.- P#&ea 9&e e efec(an en l$ '$($#e@ "a#;'e(#$ ;ic$ ! &%e(e#'inación. P$(encia, ($#9&e, c$n&'$ %e c$'&(ile.POTENCIAa' dos conceptos de la mecánica que las personas tienden a confundir, el primero es el detorque que por definición es el producto de una fuerza por la distancia donde se aplica dic&afuerza, esto tambi%n se denomina momento, par o trabajo mecánico. >tra definición de lomismo es7 torque es el trabajo que puede realizar un motor, su unidad es g m, 9ibras pie,etc. El otro concepto es el de potencia que es el trabajo que se puede desarrollar por unidadde tiempo, es decir es la velocidad con que se puede realizar un trabajo, su unidad es 4D,

], B, etc. Bor ejemplo, puedo subir una cuesta en una moto de B o una de / B,pero la velocidad a la que puedo realizarlo con cada una, van a ser diferentes, de &ec&o conla de / B la vo' a subir más rápido.8eniendo en cuenta estos conceptos ' su relación, analizaremos los primeros m%todos paramedir la potencia utilizaban un dispositivo llamado dinamómetro, que aunque actualmente nose usa, es mu' +til para aclarar conceptos. El mismo consistía de un freno ' una balanza. Elensa'o se debe realizar a distintas revoluciones del motor para definir la curva de potenciaversus rpm, por lo tanto se mantenían determinadas revoluciones del motor a medida que seiba frenando el mismo. El freno se conectaba mediante una palanca de longitud conocida alplato de la balanza que medía la fuerza que se ejercía en ella. 4omo se &a dic&o el productode la fuerza por la distancia donde se aplica es el torque del motor (fuerza medida por labalanza por el largo de la palanca) como la potencia es el torque por unidad de tiempo, sepuede determinar la potencia desarrollada por este motor, relacionando el torque con las rpmdel motor, ordenando las unidades ' &aciendo conversiones se puede obtener la potenciapor ejemplo en 4D o ]. Bor ejemplo si del ensa'o obtenemos un torque de !< g m a=// rpm la potencia correspondiente será7 BQ (!< (g m) x =// (rpm))H:!#,/ Q #! B.$epitiendo estas operaciones para distintos regímenes de rpm, obtendremos la curva depotencia a distintas revoluciones del motor.

POTENCIA AL FRENO



El t%rmino Ypotencia al frenoY, deriva de que en las primeras determinaciones, la producciónde energía producida por un motor en su eje era disipado o absorbido por el rozamiento deun freno. @+n se utilizan frenos para este propósito para magnitudes peque-os de potencia 'de velocidad.Un tipo conocido como freno de Bon' se representa esquemáticamente en la figura anterior.

9a instalación del freno de Bon' comprende un volante o polea grande, ' el freno constituidopor el fleje ' las bloc1s o zapatas de apriete, las cuales se adaptan alrededor de la superficieperimetral de este volante ' son construidas de madera.Es conveniente mencionar que no es recomendable exceder la velocidad perif%rica de lapolea de I// ftHmin., a fin de evitar que los bloc1s se incendien por el rozamiento3 tambi%nes recomendable utilizar alg+n tipo de enfriamiento en la superficie exterior de la polea paratratar de minimizar este problema.>tros instrumentos para medir el trabajo en el eje son7 un freno &idráulico, un dinamómetro,' sistemas medidores de deformación que informan sobre el momento del par motriz, asícomo lo cuales no se analizan en este trabajo.

El freno puede ser presionado contra el volante utilizando el tornillo @. Un brazo del freno (enforma de triángulo en la figura), se apo'a sobre una báscula.El volante es accionado por el eje del motor. 4uando el freno es apretado, el rozamiento de

las zapatas sobre el mismo, aplica una carga sobre el motor. @l mismo tiempo el rozamientotiende a &acer girar al freno ' al brazo, ' este aplica una fuerza sobre la báscula.El ensa'o del freno de Bon' se efect+a &aciendo funcionar al motor a una velocidadconstante, ' apretando gradualmente el freno sobre el volante. Este imparte una carga por rozamiento cada vez ma'or sobre el motor, ' el acelerador tiene que ser presionado paraque el motor conserve su velocidad.

@l mismo tiempo la carga sobre la báscula aumenta debido a la ma'or fuerza de rozamientodel freno sobre el volante.



Bara &allar la máxima potencia que el motor puede desarrollar a la velocidad de ensa'o, seaumenta la carga gradualmente, aumentando al mismo tiempo la abertura de la mariposa delacelerador para conservar la velocidad del motor. 4uando la mariposa está abierta del todo,se obtiene la máxima potencia. 4ualquier aumento de carga &aría que la velocidad del motor ' por consiguiente la potencia desarrollada por el disminu'ese3 entonces para determinar la

potencia se puede usar la ecuación. HP=

TN

63000

En esta ecuación 8 ' ? son lecturas simultáneas de78 Q Bar motriz producido por el motor, en lb.M pulg. (6ato proporcionado por el freno de Bon')? Q Delocidad angular del motor en rpm (dato proporcionado por un tacómetro conectado ala flec&a del motor)

6educción de la ecuación79a deducción de esta ecuación se lleva a cabo a partir de la figura anterior, representación

de la instalación del freno de Bon' con el que se lleva a cabo el ensa'o. En esta figura7? Q Delocidad angular del motor en rpm

omento producido por la fuerza de rozamiento Q FD

2

..- 8a#iale %e $"e#ación 9&e afec(an el #en%i'ien($ %e@ l$ '$($#e %i5el ! %ea$lina, (&#ina %e a ! '$($#e S(i#lin.EL RENDIMIENTO DE LOS MOTORES DIESELPEs sumamente difícil determinar experimentalmente los parámetros que controlan el flujointerno ' la dinámica del in'ector P9a adopción de la precámara para los motores de automoción, con la que se consiguen

prestaciones semejantes a los motores de gasolina, presenta el inconveniente deincrementar el consumo, con lo que la principal ventaja de estos motores prácticamentedesaparece.PCalta de compresión7 si la carga de aire ' combustible no puede ser comprimidaapropiadamente, entonces el proceso de combustión no funciona como debería. Esto puedeocurrir si !) sus anillos del pistón están trabajando mal (permitiendo que el aireHcombustibleatraviese el pistón durante la compresión), o ) si las válvulas de succión o descarga noestán sellando apropiadamente, o =) el cilindro tiene un orificio. El YorificioY más com+n en uncilindro ocurre en la parte superior del cilindro (lo que sostiene las válvulas ' el generador dec&ispas) (tambi%n conocido como la cabeza del cilindro) se ata a sí mismo. Generalmente elcilindro ' la cabeza del cilindro se unen con una placa entre ellos para asegurar un buen

sello. Si la placa se rompe se crean peque-os orificios entre el cilindro ' la cabeza ' estosorificios causan escapes.

EL RENDIMIENTO DE LOS MOTORES DE 0ASOLINADefec($ el5c(#ic$

• Jujía demasiado vieja o con muc&o carbón acumulado.• 4ables deteriorados que producen salto de c&ispa ', por tanto, p%rdidas de la corriente

de alto voltaje.



• 4able partido o flojo en la bobina de ignición, el distribuidor, las bujías o en el sistemaelectrónico de encendido.

• 9a bobina de ignición, el ruptor o el distribuidor que envía la c&ispa a la bujía nofunciona adecuadamente.

• 6istribuidor desfasado o mal sincronizado con respecto al ciclo de explosión

correspondiente, lo que produce que la c&ispa en la bujía se atrase o adelante conrelación al momento en que se debe producir.• uc&o o poco &uelgo en el electrodo de la bujía por falta de calibración o por estar mal

calibradas.• Jatería descargada, por lo que el motor de arranque no funciona.• 4ables flojos en los bornes de la batería.

Fall$ %e c$'&(ile

• ?o &a' combustible en el tanque, por lo que el motor trata de arrancar utilizandosolamente aire sin lograrlo.

•

a' gasolina en el tanque, en la cuba del carburador o en los in'ectores, pero la tomade aire se encuentra obstruida, impidiendo que la mezcla aireMcombustible se realiceadecuadamente.

• El sistema de combustible puede estar entregando mu' poca o demasiada gasolina,por lo que la proporción de la mezcla aireMcombustible no se efect+a adecuadamente.

• a' impurezas en el tanque de gasolina como, por ejemplo, agua o basuras, que semezclan con el combustible. En el caso del combustible mezclado con agua, cuandollega a la cámara de combustión no se quema correctamente. En el caso de basura,puede ocasionar una obstrucción en el sistema impidiendo que el combustible llegue ala cámara de combustión.

Fall$ %e c$'"#eión4uando la mezcla de aireMcombustible no se puede comprimir de forma apropiada, lacombustión no se efect+a correctamente dentro del cilindro produciendo fallos en elfuncionamiento del motor. Estas deficiencias pueden estar ocasionadas por7

• @ros de compresión o fuego del pistón gastados, por lo que la compresión de la mezclaaireMcombustible no se efect+a convenientemente ' el motor pierde fuerza.

• 9as válvulas de admisión o las de escape no cierran &erm%ticamente en su asiento,provocando escape de la mezcla aireMcombustible durante el tiempo de compresión.

• Escapes de compresión ' de los gases de combustión por la culata debido a que laTjunta de culata, que la sella &erm%ticamente con el bloque del motor se encuentra

deteriorada.

EL RENDIMIENTO DE LAS TURBINAS• Se puede alcanzar un rendimiento alto usando un regenerador con una gran área de

transmisión de calor3 sin embargo, esto tambi%n incrementa el descenso de presión,que representa una p%rdida, ' tanto el descenso de presión como el rendimiento delregenerador, deben considerarse para determinar que regenerador dará el máximorendimiento t%rmico del ciclo.



• El factor limitante para la cantidad de combustible utilizado es la temperatura de losgases calientes creados por la combustión, debido a que existen restricciones a lastemperaturas que pueden soportar los alabes de la turbina ' otras partes de la misma.

EL RENDIMIENTO DE LOS MOTORES STIRLIN0

El primer motor Stirling fue creado en el a-o !"!# por el reverendo $obert Stirling debido aque la +nica opción de la %poca para generar potencia (las máquinas de vapor) teníanmuc&as desventajas como el gran ruido que producían ' la alta peligrosidad de su manejopor la explosiones frecuentes que se producían por exceso de presión en las paredes de lascalderas.El principio del motor Stirling es generar el movimiento de un pistón en un cilindro a trav%sde un gas contenido en el interior que cambia su volumen cíclicamente. El cambio devolumen es posible debido a que existen dos zonas de transferencia de calor en el cilindro,una caliente ' una fría7 en la zona caliente se aumenta el volumen de la sustanciaprovocando que esta flu'a &acia la zona fría ' produciendo el primer movimiento del pistón&acia la zona caliente3 una vez en la zona fría el volumen del gas comienza a descender ' la

presión tambi%n disminu'e Y jalandoY al pistón ' regresándolo &acia la zona fría mientras quepor ese movimiento el fluido es desplazado &acia la zona caliente nuevamente cerrando elciclo.9as irreversibilidades más frecuentes son las siguientes7 $egeneración incompleta en losprocesos isócoros (los regeneradores usados en estos motores no restitu'en ni absorben eltotal del calor por lo cual en estos procesos se deberá considerar las transferencias de calor.Dol+menes distintos a los teóricos 'a que el regenerador ocupa cierto volumen ' dentro de %l&abrá una cantidad de gas por lo que los vol+menes del ciclo real son menores reduciendola eficiencia. 9os procesos en realidad no son isot%rmicos pues la temperatura es difícil demantener durante la operación.9os motores Stirling, a diferencia de los motores de combustión interna, tienen su granventaja en este aspecto pues la contaminación que producen es mu' reducida, en el caso deque las fuentes t%rmicas sean de la quema de alg+n combustible, ' algunos casos es nula,en caso de que se usen fuentes de calor con energía renovable como concentradoresparabólicos de luz solar o paneles solares.En cuanto a la contaminación sonora que pueden producir son mu' ventajosos porque adiferencia de los motores de combustión interna no producen casi ruidos ni vibraciones quealteren el entorno en que trabaja.

UNIDAD : COMPRESORES:.1.- Definición, claificación ! "#inci"i$ %e f&nci$na'ien($

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión '

desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases ' losvapores. Esto se realiza a trav%s de un intercambio de energía entre la máquina ' el fluidoen el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la substancia que pasa por %lconvirti%ndose en energía de flujo, aumentando su presión ' energía cin%tica impulsándola afluir.

@l igual que las bombas, los compresores tambi%n desplazan fluidos, pero a diferencia de lasprimeras que son máquinas &idráulicas, %stos son máquinas t%rmicas, 'a que su fluido detrabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad ', generalmente, tambi%n de



temperatura3 a diferencia de los ventiladores ' los sopladores, los cuales impulsan fluidoscompresibles, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de maneraconsiderable.9os compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de la ingeniería '&acen posible nuestro modo de vida por razones como7

Son parte importantísima de muc&os sistemas de refrigeración ' se encuentran en cadarefrigerador casero, ' en infinidad de sistemas de aire acondicionado. Se encuentran en sistemas de generación de energía el%ctrica, tal como lo es el 4icloJra'ton. Se encuentran en el interior muc&os Ymotores de aviónY, como lo son los turborreactores' &acen posible su funcionamiento. Se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos, loscuales mueven fábricas completas.

9a capacidad real de un compresor es menor que el volumen desplazado del mismo, debidoa razones tales como7

@) 4aída de presión en la succión.J) 4alentamiento del aire de entrada.4) Expansión del gas retenido en el volumen muerto.6) Cugas internas ' externas.

CLASIFICACIÓN LOS COMPRESORES

Seg+n las exigencias referentes a la presión de trabajo ' al caudal de suministro, se puedenemplear diversos tipos de construcción. Se distinguen dos tipos básicos de compresores7

El primero trabaja seg+n el principio de desplazamiento. 9a compresión se obtiene por laadmisión del aire en un recinto &erm%tico, donde se reduce luego el volumen. Se utiliza en elcompresor de %mbolo (oscilante o rotativo).

El otro trabaja seg+n el principio de la dinámica de los fluidos. El aire es aspirado por un lado' comprimido como consecuencia de la aceleración de la masa (turbina).

8ipos de compresores7• 6e desplazamiento positivo7!. 4ompresores de embolo

. Dentiladores compresores=. ventiladores no compresores• 6e desplazamiento no positivo, o dinámicos7!. ventiladores centrífugos de flujo radial.. 4ompresores de flujo axial.=. 4ompresores de flujo mixto.



PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

9os compresores de desplazamiento positivo son de dos categorías básicas7 $eciprocantes' $otatorias. El compresor reciprocante tiene uno o más cilindros en los cuales &a' un pistóno embolo de movimiento alternativo que desplaza un volumen positivo en cada carrera. 9osrotatorios inclu'en los tipos de lóbulos, espiral, aspas o paletas ' anillo de líquido. 4ada unocon una carcasa, o con más elementos rotatorios que se acoplan entre sí, como los lóbuloso las espirales, o desplazan un volumen fijo en cada rotación.

9os compresores de desplazamiento no positivo, o dinámicos El más simple es un ventilador que usamos para aumentar la velocidad del aire a nuestro entorno ' refrescarnos. Se utilizacuando se requiere muc&o volumen de aire a baja presión.

:.*.- Si(e'a a&+ilia#eADMISION Y DESCAR0A

@) 4omienzo de la compresión. El cilindro se encuentra lleno de gas.J) Etapa de compresión. El pistón act+a sobre la masa de gas reduciendo su volumenoriginal con un aumento paralelo de la presión del mismo. 9as válvulas del cilindropermanecen cerradas.4) Etapa de expulsión. usto antes de completar la carrera de compresión la válvula dedescarga se abre (). El gas comprimido sale del cilindro, debido a su propia presión, atrav%s de la válvula de descarga. @ntes de alcanzar el final de carrera (=) la válvula dedescarga se cierra dejando el espacio libre del cilindro lleno de gas a la presión de descarga.6) Etapa de expansión. 6urante esta etapa tanto la válvula de descarga como la de entradapermanecen cerradas. El pistón comienza la carrera de retroceso pasando de (=) a (0), elgas contenido dentro del cilindro sufre un aumento de volumen con lao que la presión interior del sistema se reduce. @ntes de llegar al punto (0) la válvula de admisión al cilindro se abre.E) Etapa de admisión. El pistón durante esta etapa retrocede provocando una depresión enla interior del cilindro que es compensada por la entrada de gas fresco a trav%s de la línea deadmisión. usto antes de llegar al punto inferior de la carrera la válvula de admisión secerrará, volviendo al estado @) con lo que comienza un nuevo ciclo.



Elección %el c$'"#e$# Ca&%alBor caudal entiendo la cantidad de aire que suministra el compresor. Existen dos conceptos.El caudal teórico ' El caudal efectivo o real.En el compresor de %mbolo oscilante, el caudal teórico es igual al producto de cilindrada

velocidad de rotación. El caudal efectivo depende de la construcción del compresor ' de lapresión. En este caso, el rendimiento volum%trico es mu' importante.Es interesante conocer el caudal efectivo del compresor. Sólo %ste es el que acciona 'regula los equipos neumáticos. 9os valores indicados seg+n las normas representanvalores efectivos (p. ej.7 6A? !<0I). El caudal se expresa en m=Hmin ó m=H&. ?o obstante,son numerosos los fabricantes que solamente indican el caudal teórico

P#eión8ambi%n se distinguen dos conceptos79a presión de servicio es la suministrada por el compresor o acumulador ' existe en lastuberías que alimentan a los consumidores. 9a presión de trabajo es la necesaria en el

puesto de trabajo considerado. En la ma'oría de los casos, es de #// 1Ba (# bar). Bor eso,los datos de servicio de los elementos se refieren a esta presión.Amportante7 Bara garantizar un funcionamiento fiable ' preciso es necesario que la presióntenga un calor constante. 6e %sta dependen7 M la velocidad M las fuerzas M el desarrollosecuencial de las fases de los elementos de trabajo.

Acci$na'ien($



9os compresores se accionan, seg+n las exigencias, por medio de un motor el%ctrico o deexplosión interna. En la industria, en la ma'oría de los casos los compresores se arrastranpor medio de un motor el%ctrico.Si se trata de un compresor móvil, %ste en la ma'oría de los casos se acciona por medio deun motor de combustión (gasolina, 6iesel).

ENFRIAMIENTOBor efecto de la compresión del aire se desarrolla calor que debe evacuarse. 6e acuerdocon la cantidad de calor que se desarrolle, se adoptará la refrigeración más apropiada. Encompresores peque-os, las aletas de refrigeración se encargan de irradiar el calor. 9oscompresores ma'ores van dotados de un ventilador adicional, que evacua el calor.4uando se trata de una estación de compresión de más de =/ 2 de potencia, no basta larefrigeración por aire. Entonces los compresores van equipados de un sistema derefrigeración por circulación de agua en circuito cerrado o abierto. @ menudo se temen losgastos de una instalación ma'or con torre de refrigeración. ?o obstante, una buenarefrigeración prolonga la duración del compresor ' proporciona aire más frío ' en mejorescondiciones. En ciertas circunstancias, incluso permite a&orrar un enfriamiento posterior delaire u operar con menor potencia.

LUBRICACIONP 8odavía &a' catálogos e información t%cnica que recomienden el uso de aceites naft%nicospara evitar la acumulación de ceras provenientes de aceites parafínicos que podría causar problemas en las ranuras, bordes ' otras partes del compresor. Dale notar que esto solo valepara los aceites parafínicos baratos. 9os aceites @BA grupo AA, sintetizados o sint%ticos sonlibres de ceras. 9os aceites naft%nicos normalmente tienen bajos índices de viscosidad 'disuelven o &inc&an los retenes ' sellos.P En muc&os casos una peque-a parte del lubricante será llevado con el aire al destino final.Esto no causa problemas en equipos neumáticos, limpieza general, ni muc&os trabajoscomunes, pero tiene que ser considerado para el soplado de botellas de alimentos, uso en&ospitales, etc. @demás de filtros coalescentes, estos compresores deberían usar aceites deGrado @limenticio (alimentario) aprobados por la US6@[email protected] Entre más puro ' de más alta calidad es el aceite que colocamos al compresor, menosdepósitos, menos temperatura, menos desgaste ' menos mantenimiento tendremos.P El proceso de compresión de aire siempre resultará en la condensación de su &umedad 'la acumulación del mismo en el compresor, tanque de almacenamiento o tuberías.

Bor ende debería tener trampas de separación del agua ' purgadores.9a elección del aceite a utilizar depende de varios factores7

• El tipo, la velocidad ' el tama-o del compresor • El tipo de gas a ser comprimido (reactivo o inerte)• Bresiones ' temperaturas• 4ondiciones operativas (tiempo parado, arranque, planta alimenticia, &ospital• garaje, fuera de autopista).• edio ambiente (&umedad, rango de temperatura, temperatura mínima al• arranque)• 8ipo de sistema de lubricación.



9as propiedades requeridas en un aceite para compresores son7• Discosidad correcta para el tipo de compresor7 4ontrola desgaste '• temperatura.• Estabilidad de oxidación para evitar la formación de depósitos, bloqueo de• filtros, fuego.• Jaja tendencia a la formación de carbónHcarbonilla para evitar el clavado de• válvulas, excesivo desgaste, fuego ' explosiones.• Brotección contra la &errumbre ' la corrosión.• Brotección antidesgaste para evitar la p%rdida de eficiencia ' altos gastos de• mantenimiento.• @lto resistencia a la formación de espuma para evitar el rebalse de aceite, la• cavitación de cojinetes ' desgaste.• @lto punto de inflamación ' punto de autoencendido para evitar fuego.• 4ompatibilidad con el gas a ser comprimido para evitar reacciones o• absorción.• En la ma'oría de los compresores el aceite debería tener buena demulsibilidad.• 4ompatibilidad con los sellos ' retenes pare evitar p%rdidas ' reparaciones.

$evise las fic&as t%cnicas del aceite que compra ' tenga cuidado con t%rminos como7P T@lto índice de viscosidad7 para algunos </ es alto, para otros I/ es alto.P T9arga vida7 para algunos esto es I// &oras en la prueba @S8 6M<0=, para otros esWI///.MANTENIMIENTO.Una vez que se &a puesto a funcionar el compresor, &a' que seguir un estricto programa demantenimiento preventivo. 9os representantes t%cnicos, de los fabricantes, especializados

en reacondicionar compresores, muc&as veces entrenan el personal de la planta en losm%todos de mantenimiento. Una importante a'uda para el mantenimiento, a lo cual nosiempre se presta muc&a atención, son los manuales de operación ' mantenimiento quepublica el fabricante.6urante el funcionamiento normal &a' que vigilar lo siguiente7 flujo de agua de enfriamiento,nivel, presión ' temperatura del aceite, funcionamiento de los controles ' presión del control,presiones ' temperaturas de succión ' descarga, ruidos anormales ' carga ' temperaturadel motor.Es indispensable un registro diario del funcionamiento del compresor, en especial de los deetapas m+ltiples, para un mantenimiento eficiente. Se debe registrar cuando menos losiguiente7 !) temperatura ' presiones de succión, descarga ' entre etapas ) temperaturasdel agua de las camisas de entrada, salida ' entre etapas =) temperatura ' presión de aceitepara lubricar los cojinetes 0) carga, amperaje ' voltaje del motor I) temperatura ambiente #)&ora ' fec&a.4on ese registro, el supervisor puede observar cambios en la presión o temperatura queindican un mal funcionamiento del sistema. 9a corrección rápida evitara problemas seriosmás tarde.a' que seguir asiendo inspecciones frecuente de la parte abierta de la carcasa entre elcilindro ' el depósito de aceite, con una luz negra, para ver si &a' contaminación arrastre deaceite del depósito.



:..- An;lii (e#'$%in;'ic$ De"la2a'ien($ $l&'5(#ic$Es la cantidad de refrigerante en pulgadas c+bicas por minutos que desplaza o bombea uncompresor ' viene determinado por la fórmula7 6.D. Q ( x $h x 9) x ? x $B6.D.Q desplazamiento volum%trico en pulg. 4+bicasHmin

Q (Bi)Q =.!0!#$hQ radio al cuadrado 9Q largo o recorrido del cilindro ?Q n+mero de cilindros$B Q revoluciones por minutos, velocidad del compresor 9a separación del punto muerto en un compresor reciprocante fluct+a entre ./!/ pulgadasa .// pulgadas En compresores reciprocantes la separación existente entre el pistón ' el cilindro es de ./// pulgadas por cada pulgada de diámetro que tenga el pistón Eficiencia volum%trica

Es la razón matemática existente entre el volumen real desplazado por un compresor ' elvolumen calculado (por dise-o de fábrica)

9a eficiencia volum%trica se determina por la fórmula7E.D.Q D.$. H D.4. x !//E.D.Q eficiencia volum%trica en ;D.$.Q volumen real (actual)

D.4.Qvolumen calculado (por dise-o de fábrica)Ra2ón %e c$'"#eión

Es la razón que existe al dividir la presión absoluta de descarga entre la presión absoluta desucción. 9a razón puede variar &asta !/ a ! para compresores de una etapa. Si la razón esmás alta, compresores de dos etapas deberán utilizarse.

Una razón alta de compresión significa que &a' una presión baja de succión, esto no esdeseable 'a que resultaría en un gasto innecesario de fuerza además, teniendo unatemperatura del refrigerante gaseoso en descarga mu' elevada. Esto pudiera ocasionar problemas en los cojinetes o casquillos conllevándolos a roturas ' desgastes.

9a fórmula para razón de compresión es7

$cQ Bd H Bs$cQ razón de compresiónBdQ presión absoluta de descargaBsQ presión absoluta de succión



C;lc&l$ %e (#an'iión 'e%ian(e "$lea

El diámetro de las poleas esta en razón inversa de las velocidades respectivas. 9a poleamás peque-a es la que pertenece al motor generalmente ' la más grande por consiguienteal compresor

9a fórmula para calcular transmisión de fuerzas es7 d x v.m. Q 6 x v.cdQ diámetro de la polea del motor v.m.Q velocidad del motor en rpm6Q diámetro de la polea del compresor v.c.Q velocidad del compresor en rpm

Ca#ac(e#7(ica

• $uidoso ' pesado• Cluido de aire intermitente• Cunciona en caliente (&asta / 4)• ?ecesita mantenimiento costoso periódico• @lta presión con moderado volumen

Son divididos en dos clases7

• 9os de efecto simple7 Jaja presión, normalmente• usado en talleres para pintar, soplar, inflar neumáticos, operar &erramientas

neumáticas, etc.• 9os de efecto doble (6+plex)7 Usados para altas presiones en sistemas de

compresión de gases a licuados, etc.

:.:.-Ti"$ %e c$'"#e$#e@ #eci"#$can(e ! cen(#7f&$ Ga+ial, #a%ialH

COMPRESORES RECIPROCANTESEs aquel que recibe un movimiento rotativo ' lo convierte en alterno. Jásicamente uncompresor reciprocante esta constituido de pistones ' cilindros siendo esto por la forma de

trabajar lo que le da el nombre. El movimiento es aplicado a un cig*e-al o un equivalente enfunción ' este lo transfiere al pistón o pistones a trav%s de la biela.

9os compresores se clasifican por la cantidad de cilindros como7• ono cilíndricoM un solo cilindro• Boli cilíndricos• Ji cilíndricoM dos cilindros• 8ri cilíndricoM tres cilindros



• 4uatri cilíndricoM cuatro cilindros• Benta cilíndricoM cinco cilindros• ecta cilíndricoM seis cilindros etc.

6e acuerdo a la posición de los cilindros, estos se denominan7• 9ínea• En D• 6oble D• Semi radial• $adial

Bara obtener el aire a presiones elevadas, es necesario disponer varias etapascompresoras. El aire aspirado se somete a una compresión previa por el primer %mbolo,seguidamente se refrigera, para luego ser comprimido por el siguiente %mbolo. El volumende la segunda cámara de compresión es, en conformidad con la relación, más peque-o.6urante el trabajo de compresión se forma una cantidad de calor, que tiene que ser evacuada por el sistema refrigeración.



9os compresores de %mbolo oscilante pueden refrigerarse por aire o por agua, ' seg+n las

prescripciones de trabajo las etapas que se precisan son7

C$'"#e$# %e 'e'#anaEste tipo forma parte del grupo de compresores de %mbolo. Una membrana separa el%mbolo de la cámara de trabajo3 el aire no entra en contacto con las piezas móviles. Bor tanto, en todo caso, el aire comprimido estará exento de aceite. Estos, compresores seemplean con preferencia en las industrias alimenticias farmac%uticas ' químicas.C$'"#e$# %e 5'$l$ #$(a(i$



4onsiste en un %mbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El aire es comprimidopor la continua reducción del volumen en un recinto &erm%tico.

Cactores que determinan la capacidad de un compresor reciprocante

!. Cactores de dise-o mecánicoM estos son in&erentes en el compresor ' no se pueden

cambiar.a. diámetros de los cilindros.b. recorrido de los cilindros.c. n+mero de los cilindros.d. espacio muerto.e. revoluciones por minutos en los compresores semi&erm%ticos ' los &erm%ticos. . Cactores de aplicaciónM estos son los que se pueden cambiar &asta cierto límite.a. la presión de succión.b. la presión de descarga.c. tipo de refrigerante a usarse.

d. revoluciones por minutos en compresores abiertos.COMPRESORES ROTATORIOS.

9os sopladores, bombas de vacío ' compresores rotatorios son todos de desplazamientopositivo, en los cuales un elemento rotatorio desplaza un volumen fijo con cada revolución.

C$'"#e$#e %e ($#nill$



Esencialmente se componen de un par de motores que tienen lóbulos &elicoidales deengrane constante.

9a compresión por motores paralelos puede producirse tambi%n en el sentido axial con eluso de lóbulos en espira a la manera de un tornillo sin fin. @coplando dos motores de este

tipo, uno convexo ' otro cóncavo, ' &aci%ndolos girar en sentidos opuestos se logradesplazar el gas, paralelamente a los dos ejes, entre los lóbulos ' la carcasa.

@l girar los tornillos, el aire entra por la válvula de admisión con el aceite. El espacio entre loslabios es progresivamente reducido al correr por el compresor, comprimiendo el aireatrapado &asta salir por la válvula de salida.

9os compresores a tornillo tienen dos tornillos engranados o entrelazados que rotanparalelamente con un juego o luz mínima, sellado por la mezcla de aire ' aceite. 4aracterísticas• Silencioso, peque-o, bajo costo• Clujo continuo de aire• Cácil mantenimiento• Bresiones ' vol+menes moderados

C$'"#e$#e %e "ale(a %eli2an(eEl motor es exc%ntrico en relación a la carcasa o el cilindro, ' lleva una serie de aletas quese ajustan contra las paredes de la carcasa debido a la fuerza centrífuga.

Este tipo de compresores consiste básicamente de una cavidad cilíndrica dentro de la cualestá ubicado en forma exc%ntrica un motor con ranuras profundas, unas paletasrectangulares se deslizan libremente dentro de las ranuras de forma que al girar el motor lafuerza centrifuga empuja las paletas contra la pared del cilindro. El gas al entrar, es atrapadoen los espacios que forman las paletas ' la pared de la cavidad cilíndrica es comprimida al

disminuir el volumen de estos espacios durante la rotación.4aracterísticas7

• Silencioso ' peque-o• Clujo continuo de aire• Juen funcionamiento en frío• Sensibles a partículas ' tierra• Cácil mantenimiento



• Bresiones ' vol+menes moderados

C$'"#e$#e $"lan(e $ %e Ló&l$ GR$$(H

Se conocen como compresores de doble motor o de doble impulsor aquellos que trabajancon dos motores acoplados, montados sobre ejes paralelos, para una misma etapa decompresión. Una máquina de este tipo mu' difundida es el compresor de lóbulos ma'or conocida como Y$ootsY, de gran ampliación como alimentador de los motores diesel ocompresores de gases a presión moderada. 9os motores, por lo general, de dos o treslóbulos están conectados mediante engranajes exteriores. El gas que entra al soplador queda atrapado entre los lóbulos ' la carcasa3 con el movimiento de los motores de lamáquina, por donde sale, no pudieron regresarse debido al estrec&o juego existente entrelos lóbulos que se desplazan por el lado interno.

4aracterísticas

• Broducen altos vol+menes de aire seco a relativamente baja presión.• Este sistema es mu' simple ' su funcionamiento es mu' parecido a la bomba de

aceite del motor de un auto donde se requiere un flujo constante.• 8ienen pocas piezas en movimiento.



• Son lubricados en general en el r%gimen de lubricación &idrodinámica aunque algunas

partes son lubricadas por salpicadura del aceite. @ veces los rodamientos o cojinetespueden estar lubricados por grasas.

COMPRESOR CENTRIFU0O GA/IAL, RADIALH4ompresores 4entrífugos o de Clujo $adialEl principio de funcionamiento de un compresor centrífugo es el mismo que el de una bombacentrífuga, su diferencial principal es que el aire o el gas manejado en un compresor soncompresibles, mientras que los líquidos con los que trabaja una bomba, son prácticamenteincompresibles. 9os compresores centrífugos pueden desarrollar una presión en su interior,que depende de la naturaleza ' las condiciones del gas que manejan ' es virtualmenteindependiente de la carga del procesamiento. 9as condiciones que es preciso tomar encuenta son7

!. 9a presión barom%trica mas baja. 9a presión de admisión mas baja=. 9a temperatura máxima de admisión0. 9a razón mas alta de calores específicosI. 9a menor densidad relativa#. El volumen máximo de admisión:. 9a presión máxima de descarga

9a ma'oría de los compresores centrífugos funcionan a velocidades de =.I// $B(revoluciones por minuto) o superiores ' uno de los factores limitantes es el de la fatiga del



impulsor. 9os impulsores de los compresores centrífugos son por lo com+n motoresel%ctricos o turbinas de vapor o gas, con o sin engranajes de aumento de velocidad.

En un compresor, como en una bomba centrífuga, la carga es independiente del fluido quese maneje.

9os compresores centrífugos constan esencialmente de7 caja, volutas, rodetes impulsores,un eje ' un sistema de lubricación.

9as volutas convierten la energía cin%tica del gas desarrollada por los impulsores en energíapotencial o presión. 9a caja es la cubierta en que van ajustadas las volutas ' estapro'ectada para la presión a la que se &a de comprimir el gas.

9a caja se constru'e adaptándola a la aplicación particular ' puede ser de &ierro colado,acero estructural o fundición de acero.

9a compresión de un gas en un compresor centrífugo requiere con frecuencia un medio deocluir el gas para evitar su fuga a la atmósfera o su contaminación. Existen varios tipos de

oclusores7

!. el de cierre mecánico con anillo de carbón. el gas inerte=. el directo de aceite en el cojinete del compresor ' los de gasto de aceite

8odos están dise-ados principalmente como cierre de funcionamiento ' no de paro.

9os compresores centrífugos se utilizan para una gran variedad de servicios, inclu'endo

!. enfriamiento ' desecación,. suministro de aire de combustión a &ornos ' calderas,

=. sopladores de altos &ornos, c+pulas ' convertidores,0. transporte de materiales sólidos,I. procesos de flotación,#. por agitación ' aereación, por ventilación,:. como eliminadores ' para comprimir gases o vapor

4aracterísticas7

• El gas o aire sale libre de aceite• Un flujo constante de aire• 4audal de flujo es variable con una presión fija

• El caudal es alto a presiones moderadas ' bajas



C$'"#e$# A+ialEl compresor axial se desarrollopara utilizarse con turbinas de gas 'posee diversas ventajas para servicios en motores dereacción de la aviación. Su aceptaciónpor la industria para instalacionesestacionarias fue lenta3 pero se constru'eronvarias unidadesde gran

capacidadpara altos &ornos,elevadores

de la presión de gas ' servicios en t+neles aerodinámicos.

En los compresores de este tipo, la corriente de aire flu'e en dirección axial, a trav%s de unaserie de paletas giratorios de un motor ' de los fijos de un estator, que están conc%ntricosrespecto al eje de rotación. @ diferencia de la turbina, que tambi%n emplea los paletas de unmotor ' los de un estator, el recorrido de la corriente de un compresor axial va disminu'endode área de su sección transversal, en la dirección de la corriente en proporción a lareducción de volumen del aire seg+n progresa la compresión de escalón a escalón.

Una vez suministrado el aire al compresor por el conducto de admisión, pasa la corriente atrav%s de un juego de paletas directores de entrara, que preparan la corriente para el primer escalón de del compresor. @l entrar en el grupo de paletas giratorios, la corriente de aire, quetiene una dirección general axial se defecta en la dirección de la rotación. Este cambio dedirección de la corriente viene acompa-ado de una disminución de la velocidad, con laconsiguiente elevación de presión por efecto de difusión. @l pasar la corriente a trav%s delotro grupo de paletas del estator se lo para ' endereza, despu%s de lo cual es recogida por el escalón siguiente de paletas rotatorios, donde contin+a el proceso de presurización.

Un compresor axial simple puede estar constituido teóricamente por varias etapas seg+n sea

necesario, pero esto puede producir que a determinadas velocidades las +ltimas etapasfuncionen con bajo rendimiento ' las primeras etapas trabajen sobrecargadas. Esto puedeser corregido 'a sea con extracción de aire entre etapas o se puede conseguir muc&a ma'or flexibilidad ' rendimiento partiendo el compresor en dos sistemas rotatorios completamenteindependientes mecánicamente, cada uno arrastrado por su propia turbina. El compresor dealta tiene paletas más cortos que el de baja ' es más ligero de peso. Buesto que el trabajode compresión de compresor de alta trabaja a ma'or temperatura que el de baja se podránconseguir velocidades más altas antes de que las puntas de los paletas alcancen su n+mero



de ac& límite, 'a que la velocidad del sonido aumento a ma'or temperatura. Bor consiguiente el compresor de alta podrá rodar a ma'or velocidad que el de baja.

El aire al salir del compresor pasa a trav%s de un difusor que lo prepara para entrar a lacámara de combustión.

4aracterísticas7

• GasH@ire libre de aceite• Clujo de aire continuo• Bresiones variables a caudal de flujo fijo• @lto caudal de flujo. Bresiones moderadas ' bajas

UNIDAD = TURBINAS DE 8APOR

=.1.- Cicl$ Ranine. Definición ! eficiencia %el cicl$



El cicl$ %e Ranine es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversiónde calor en trabajo, constitu'endo lo que se denomina un ciclo de potencia. 4omo cualquierotro ciclo de potencia, su eficiencia está acotada por la eficiencia termodinámica de un ciclode 4arnot que operase entre los mismos focos t%rmicos (límite máximo que impone elSegundo Brincipio de la 8ermodinámica). 6ebe su nombre a su desarrollador,

el ingeniero ' físico escoc%s ]illiam o&n acquorn $an1ine.

El ciclo $an1ine es un ciclo de potencia representativo del proceso termodinámico que tiene

lugar en una central t%rmicade vapor. Utiliza un fluido de trabajo que alternativamente

evapora ' condensa, típicamente agua (si bien existen otros tipos de sustancias que pueden

ser utilizados, como en los ciclos $an1ine orgánicos). ediante la quema de un combustible,

el vapor de agua es producido en una caldera a alta presión para luego ser llevado a una

turbina donde se expande para generar trabajo mecánico en su eje (este eje, solidariamente

unido al de un generador el%ctrico, es el que generará la electricidad en la central t%rmica).

El vapor de baja presión que sale de la turbina se introduce en un condensador, equipo

donde el vapor condensa ' cambia al estado líquido (&abitualmente el calor es evacuado

mediante una corriente de refrigeración procedente del mar, de un río o de un lago).

Bosteriormente, una bomba se encarga de aumentar la presión del fluido en fase líquida

para volver a introducirlo nuevamente en la caldera, cerrando de esta manera el ciclo.

Existen algunas mejoras al ciclo descrito que permiten mejorar su eficiencia, como por

ejemplo sobrecalentamiento del vapor a la entrada de la turbina, recalentamiento entre

etapas de turbina o regeneración del agua de alimentación a caldera.

Existen tambi%n centrales alimentadas mediante energía solar t%rmica (centralestermosolares), en cu'o caso la caldera es sustituida por un campo de colectores cilindroM

parabólicos o un sistema de &elióstatos ' torre. @demás este tipo de centrales poseen un

sistema de almacenamiento t%rmico, &abitualmente de sales fundidas. El resto del ciclo, así

como de los equipos que lo implementan, serían los mismos que se utilizan en una central

t%rmica de vapor convencional.

=.*.- Claificación ! "#inci"i$ %e f&nci$na'ien($ %e la T&#ina %e a"$#

Una (&#ina %e a"$# es una turbomáquina motora, que transforma la energía de un flujo

de vapor en energía mecánica a trav%s de un intercambio de cantidad de movimiento entre

el fluido de trabajo (enti%ndase el vapor) ' el rodete, órgano principal de la turbina, que

cuenta con palas o álabes los cuales tienen una forma particular para poder realizar el

intercambio energ%tico. 9as turbinas de vapor están presentes en diversos ciclos de

potencia que utilizan un fluido que pueda cambiar de fase, entre %stos el más importante es

https://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_termodin%C3%A1mico

https://es.wikipedia.org/wiki/Calor

https://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)


https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciclo_de_potencia&action=edit&redlink=1

https://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnot


https://es.wikipedia.org/wiki/Ingeniero

https://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsico

https://es.wikipedia.org/wiki/Escocia

https://es.wikipedia.org/wiki/William_John_Macquorn_Rankine

https://es.wikipedia.org/wiki/Central_t%C3%A9rmica

https://es.wikipedia.org/wiki/Turbom%C3%A1quina

https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

https://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)

https://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_movimiento


https://es.wikipedia.org/wiki/Rodete

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81labe



https://es.wikipedia.org/wiki/Estados_de_la_materia



https://es.wikipedia.org/wiki/Calor


https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Ciclo_de_potencia&action=edit&redlink=1



https://es.wikipedia.org/wiki/Ingeniero

https://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsico

https://es.wikipedia.org/wiki/Escocia

https://es.wikipedia.org/wiki/William_John_Macquorn_Rankine

https://es.wikipedia.org/wiki/Central_t%C3%A9rmica


https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

https://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_(estado)


https://es.wikipedia.org/wiki/Rodete

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81labe






el 4iclo $an1ine, el cual genera el vapor en una caldera, de la cual sale en unas condiciones

de elevada temperatura ' presión. En la turbina se transforma la energía interna del vapor

en energía mecánica que, normalmente, se transmite a un generador para

producir electricidad. En una turbina se pueden distinguir dos partes, el rotor ' el estátor. El

rotor está formado por ruedas de álabes unidas al eje ' que constitu'en la parte móvil de laturbina. El estátor tambi%n está formado por álabes, no unidos al eje sino a la carcasa de la

turbina.

El t%rmino turbina de vapor es mu' utilizado para referirse a una máquina motora la cual

cuenta con un conjunto de turbinas para transformar la energía del vapor, tambi%n al

conjunto del rodete ' los álabes directores.

9a turbina de vapor moderna fue inventada en !""0 por sir 4&arles Barsons, cu'o primer

modelo fue conectado a un dinamo que generaba :.I 1] (!/ &p) de potencia. 9a invención

de la turbina de vapor de Barsons &izo posible una electricidad barata ' abundante 'revolucionó el transporte marítimo ' la guerra naval.

Claificación

Existen las turbinas de vapor en una gran variedad de tama-os, desde unidades de ! B

(/.:I 1]) usadas para accionar bombas, compresores ' otro equipo accionado por flec&a,

&asta turbinas de ,///,/// B (!,I//,/// 1]) utilizadas para generar electricidad. a'

diversas clasificaciones para las turbinas de vapor modernas, ' por ser turbomáquinas son

susceptibles a los mismos criterios de clasificación de %stas. Bor otro lado, es com+nclasificarlas de acuerdo a su grado de reacción7

• T&#ina %e acción7 El cambio o salto entálpico o expansión es realizada en los

álabes directores o las toberas de in'ección si se trata de la primera etapa de un

conjunto de turbinas, estos elementos están sujetos al estátor. En el paso del vapor por

el rotor la presión se mantendrá constante ' &abrá una reducción de la velocidad.

• T&#ina %e #eacción7 9a expansión, es decir, el salto entálpico del vapor puede

realizarse tanto en el rotor como en el estátor, cuando este salto ocurre +nicamente en el

rotor la turbina se conoce como de reacción pura neta.

P#inci"i$ %e f&nci$na'ien($

9a ecuación general de las turbomáquinas fue &allada por Euler ' su demostración se

encuentra en el artículo deturbomáquinas. 9a forma para el trabajo por unidad de masa que

atraviesa el rotor de las turbomáquinas motoras axiales es7

https://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Rankine

https://es.wikipedia.org/wiki/Caldera_(artefacto)

https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica

https://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctrico

https://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina

https://es.wikipedia.org/wiki/Charles_Algernon_Parsons

https://es.wikipedia.org/wiki/Dinamo_(generador_el%C3%A9ctrico)



https://es.wikipedia.org/wiki/Grado_de_reacci%C3%B3n_en_turbom%C3%A1quinas

https://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa

https://es.wikipedia.org/wiki/Euler



https://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Rankine

https://es.wikipedia.org/wiki/Caldera_(artefacto)

https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica

https://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctrico

https://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina

https://es.wikipedia.org/wiki/Charles_Algernon_Parsons

https://es.wikipedia.org/wiki/Dinamo_(generador_el%C3%A9ctrico)


https://es.wikipedia.org/wiki/Grado_de_reacci%C3%B3n_en_turbom%C3%A1quinas

https://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa

https://es.wikipedia.org/wiki/Euler





6onde es conocida como velocidad periférica ' es la velocidad lineal del rotor, ' son

las velocidades absolutas del fluido de trabajo antes ' despu%s de pasar por el rotor

respectivamente, ' son los ángulos entre la velocidad absoluta ' la velocidad

perif%rica antes ' despu%s de pasar por el rotor. Si introducimos el concepto de velocidad

relativa , que es la velocidad del fluido respecto al rodete, ' definimos el ángulo como

aqu%l que existe entre la velocidad perif%rica ' podemos reescribir la ecuación anterior,

por propiedades del triángulo como7

@&ora escríbase la primera le' de la termodinámica para un balance de energía del fluido de

trabajo en su paso por el rotor, suponiendo a %ste un proceso adiabático7

$ecu%rdese que se considera que es definido positivo.

Encontramos así que el cambio entálpico es igual al cambio de los cuadrados de lavelocidad relativa7

investigacion compresibles

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