2 2 maq_term_generadoresenergia

2 2 maq_term_generadoresenergia

• 1.
  TERMODINÀMICA Màquines tèrmiques generadores d’energiamecànica 2n Batxillerat INS Frederic Mompou Curs 2012-2013
• 2.
  MT generadores d’energiamecànica Característiques generals • Reben calor d’una font d’alta temperatura (energia solar, petroli, carbó, etc.) • Transformen en treball una certa quantitat de el calor que reben (normalment en forma d’un eix en rotació) • Alliberen una certa quantitat de calor a una font de baixa temperatura (a l’aire, a un riu, al mar, etc.) • Operen dins un cicle
• 3.
  MT generadores d’energiamecànica Tipus Generadors d’ energia 1.De combustió externa Instal.lacions de vapor mecànica Turbines de vapor 2.De combustió interna D’encesa provocada alternatives D’encesa per compressió 3.De combustió interna Motor Wankel rotatives Turbines de gas
• 4.
  1. Màquines tèrmiquesde combustió externa • És un tipus de màquina que transforma calor en energia mecànica mitjançant un procés de combustió que té lloc fora de la màquina. • Els combustibles utilitzats (carbó, petroli, fuel, gas…) generen calor que es transfereix a un circuit tancat generalment d’aigua per tal d’obtenir energia de vapor d’aigua a alta pressió i temperatura i extreure n energia mecànica.
• 5.
  1. Màquines tèrmiquesde combustió externa • Una font d’alta temperatura (forn, cremadors) genera calor a l’exterior de la màquina a partir d’ un material combustible (carbó, gasoil, fuel, gas…) • Aquesta calor es transfereix a un circuit tancat d’aigua (caldera) per tal d’obtenir vapor d’aigua en unes determinades condicions de pressió i temperatura • L’energia cinètica del vapor es transformada en treball (turbina o mecanisme alternatiu biela-maneta) • El vapor a més baixa pressió i temperatura es condensa (condensador) i cedeix una quantitat de calor a la font freda. • El vapor condensat i transformat en líquid és retornat cap a la caldera (bomba)
• 6.
  1. Màquines tèrmiquesde combustió externa
• 7.
  1. Màquines tèrmiquesde combustió externa Diagrames PV i TS
• 8.
  1. Màquines tèrmiquesde combustió externa Màquina de vapor
• 9.
  1. Màquines tèrmiquesde combustió externa Instal·lacions de vapor
• 10.
  1. Màquines tèrmiquesde combustió externa Turbines de vapor Turbines d’acció El vapor procedent de la caldera passa per una sèrie de tubs (toveres) on s’expansiona i adquereix gran velocitat per tal de fer moure les pales (àleps) d’una roda o rodet que obliga a girar
• 11.
  1. Màquines tèrmiquesde combustió externa 1.2 Turbines de vapor Turbines de reacció Estan formades per una sèrie de rodets amb àleps a la perifèria, uns de fixos i altres de mòbils, col·locats alternativament amb diàmetres creixents. El vapor procedent de la caldera entra frontalment passant a través dels àleps dels rodets. Els rodets fixos fan de toveres i orienten el vapor cap els rodets mòbils.
• 12.
  1. Màquines tèrmiquesde combustió externa Turbines de vapor Turbines de reacció
• 13.
  2. Màquines tèrmiquesde combustió interna • És un tipus de màquina que obté energia mecànica directament de l’ energía química interna d’ un combustible que crema dins la màquina. • Els combustibles utilitzats han de ser gasos o líquids vaporitzats per poder ser introduïts a l’ interior de la màquina amb facilitat . • Les màquines tèrmiques de combustió interna s’anomenen alternatives quan utilitzen un sistema biela-maneta per convertir el moviment alternatiu de l’èmbol en rotatiu. • Les màquines tèrmiques de combustió interna s’anomenen rotatives quan utilitzen turbines per tal d’ obtenir moviment rotatiu.
• 14.
  2. 1 Màquinestèrmiques de combustió interna Alternatives D’ encesa provocada o Motor de quatre temps per guspira (4T) Motor de dos temps (2T) D’ encesa per Motor Dièsel compressió Rotatives Motor Wankel Turbines Turbines de gas Turbines de reacció Turboreactors
• 15.
  2. 1 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Motor 4T Utilitzen la gasolina com a combustible. Transformen l’energia tèrmica impulsant el pistó que transforma el seu moviment alternatiu en circular mitjançant un mecanisme biela-maneta.
• 16.
  2. 1 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Motor 4T (enllaç simulació) 1. Admissió 2. Compressió 3. Explosió 4. Escapament
• 17.
  2. 1 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Motor 4T (il·lustració)
• 18.
  2. 1 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Motor 4T (video: enllaç youtube)
• 19.
  2. 1 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Motor 2T (enllaç simulació) 1r temps : Admissió Compressió 2n temps : Explosió Escapament
• 20.
  2. 1 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Motor 2T (il.lustració)
• 21.
  2. 1 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Motor 2T (enllaç youtube)
• 22.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Avantatges del motor de 2T respecte motor 4T • Efectua treball útil en cada volta del cigonyal, el de 4T cada dos voltes. • Construcció més senzilla: no porta vàlvules • Més lleuger • Més econòmic
• 23.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Inconvenients del motor de 2T respecte motor 4T • Combustió poc efectiva, no s’aprofita tot el combustible degut a que la mescla amb l’oli no s’arriba a cremar del tot. • Rendiment menor. Per accionar màquines de poca potència (ciclomotors, serres mecàniques, etc…) • Altament contaminant: l’oli es crema continuament i genera molta més brutícia en l’interior del cil.lindre.
• 24.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna d’encesa provocada Diagrama PV teòric (Cicle d’ Otto)
• 25.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna Per compressió Dièsel • Utilitzen gasoil com a combustible. • Els cicles més freqüents són els de 4T, però també hi ha de 2T. • Utilitza injectors de combustible enlloc de carburador i bugies per tal d’ introduïr el combustible atomitzat. • L’explosió no es produeix per una guspira sinó que té lloc espontàniament a causa de les condicions de pressió i temperatura a que sotmet el combustible dins la cambra de combustió.
• 26.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna Per compressió Dièsel (4T) (enllaç simulació)
• 27.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna Per compressió Dièsel (4T) (il·lustració)
• 28.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna Per compressió Dièsel (4T) (video: enllaç youtube)
• 29.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna Per compressió Avantatges del motor Diésel respecte motor 4T • Major rendiment. • Més robustos i voluminosos. Major vida útil. • Consumeix menys combustible degut a que les temperatures de la combustió són inferiors i els combustibles són més econòmics.
• 30.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna Per compressió Inconvenients del motor Diésel respecte motor 4T • Més pesats i més cars (costen més de fabricar). • Velocitats assolides inferiors (triga més a cremar-se el combustible). • Fan més soroll i provoquen més vibracions.
• 31.
  2. 2 Màquinestèrmiques de combustió interna Per compressió Diagrama PV teòric: (Cicle Dièsel)
• 41.
  2. 3 Màquinestèrmiques de combustió interna rotatives Motor Wankel • El motor du un rotor amb forma de triangle equilàter amb els costats corbats cap en fora que gira excèntricament. • Segueix les 4 fases del cicle de Otto un darrera de l’altre amb una sola rotació de l’eix motriu del motor. • Durant un sol gir del rotor, es duen a terme tres admissions, tres compressions, tres explosions i tres escapaments.
• 42.
  2. 3 Màquinestèrmiques de combustió interna rotatives Motor Wankel (enllaç simulació)
• 43.
  2. 3 Màquinestèrmiques de combustió interna rotatives Motor Wankel (il·lustració)
• 44.
  2. 3 Màquinestèrmiques de combustió interna rotatives Motor Wankel (enllaç youtube)
• 45.
  2. 3 Màquinestèrmiques de combustió interna rotatives Turbines de gas / Turboreactors • Es fan servir per propulsar aeronaus mitjançant motors de reacció. • Les turbines de gas també s’utilitzen per produir energia elèctrica. • El seu funcionament es basa en l’energia cinètica dels gasos que es generen en la combustió que passen a gran velocitat pels àleps d’una turbina i l’obliguen a girar.
• 46.
  2. 3 Màquinestèrmiques de combustió interna rotatives Turbines de gas
• 47.
  2. 3 Màquinestèrmiques de combustió interna rotatives Turboreactors
• 48.
  2. 3 Màquinestèrmiques de combustió interna rotatives Turboreactors
• 51.
  Dubtes??