Máquinas térmicas: Motores

• Un motor es toda máquina capaz de transformar cualquier tipo de energía en energía mecánica.

• Un motor térmico es una máquina que, trabajando cíclicamente, transforma calor en trabajo útil.

1. MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTIÓN EXTERNA
   1. CARACTERÍSTICAS
   2. TIPOS
2. MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTIÓN INTERNA
   1. CARACTERÍSTICAS
   2. TIPOS
      1. MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTIÓN INTERNA DE  FLUJO CONTINUO
         1. AUTÓNOMOS O COHETES
         2. NO AUTÓNOMOS O AERORREACTORES
      2. MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTIÓN INTERNA VOLUMÉTRICOS
         1. CARACTERÍSTICAS
         2. ROTATIVOS
         3. ALTERNATIVOS

MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTIÓN EXTERNA

CARACTERÍSTICAS

Se quema el combustible en el interior de una cámara, y el calor desprendido se aprovecha para calentar otro fluido que realizará el trabajo.

Su funcionamiento se basa en el ciclo termodinámico RANKINE abierto (el vapor de agua se emite a la atmósfera) o cerrado (el vapor de agua se licua y se vuelve a utilizar).

• Combustibles baratos.
• Elevado rendimiento.
• Más viable el aumento de tamaño para ganar potencia.
• Limitación en Tª máxima alcanzable a unos 600ºC.
• Motores muy pesados y voluminosos.

TIPOS

MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTIÓN INTERNA

CARACTERÍSTICAS

• La combustión se produce en una cámara interna al propio motor, y los gases generados por ella son los que causan directamente por expansión. El movimiento de los mecanismos del motor.
• En todos los motores se precisa un comburente (normalmente O2 del aire), y un carburante o combustible líquido (gasolina, gasóleo, alcohol, etc).

• Más ligeros y pequeños que los de combustión externa.
• Transmisión del calor a un fluido intermedio innecesaria.
• Combustibles caros.

TIPOS

• Flujo continuo
• Volumétricos

MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTIÓN INTERNA DE  FLUJO CONTINUO

• La combustión se produce modo continuo.
• La energía mecánica aparece en forma de energía cinética de una corriente de fluido.
• Caros de desarrollar tecnológicamente.
• No útiles para P < 500 kW.
• No se adaptan a grandes cambios de velocidad, par, etc.

AUTÓNOMOS O COHETES

Sustancia reaccionante (propulsante) va asociada al motor.

Formado básicamente  por:

• Cámara de combustión, donde se produce reacción química y eleva presión.
• Tobera propulsiva, donde gases se expcanden (40/1), que lleva aparejado EMPUJE.

NO AUTÓNOMOS O AERORREACTORES

El oxidante (aire) se toma del exterior. La velocidad de salida de la tobera es función de la velocidad de vuelo.

MOTORES TÉRMICOS DE COMBUSTIÓN INTERNA VOLUMÉTRICOS

CARACTERÍSTICAS

El trabajo es realizado por un fluido que actúa sobre elementos móviles que ocupan un volumen variable, siempre acotado entre un máximo y un mínimo.

ROTATIVOS

• La energía mecánica se obtiene a la salida en forma de movimiento circular.
• Tienen órganos principales con movimiento rotatorio y sin cambio en el sentido del mismo.

• Tamaño reducido para igual potencia.
• Menos vibraciones y esfuerzos mecánicos.
• Problemas en estanqueidad y control de emisiones de escape.
• Caros.

ALTERNATIVOS

• Un pistón se mueve linealmente en el interior de un cilindro y transforma su movimiento lineal en rotativo mediante un mecanismo de biela-manivela.
• La combustión se produce a intervalos de tiempo.

Uso generalizado:

• Versatilidad (0,1 kW – 32 MW).
• Rendimiento acceptable.
• Usan combustibles alto poder calorífico.