Powerpoint sobre màquines tèrmiques per a tecnologia 3r eso

1. LES MÀQUINES TÈRMIQUES
TECNOLOGIA 3r ESO

2. 1. Els motors
• Màquines complexes que transformen
energia de diferents tipus en energia mecànica
capaç de realitzar un treball.
– Energia de la gasolina moviment vehicle
– Energia hidràulica energia elèctrica

3. Tipus de motors
Segons la font d’energia que utilitzen:
– Musculars
– Hidràulics
– Eòlics
– Tèrmics
– Elèctrics
– Pneumàtics

4. Els motors al llarg de la història
Força muscular
Elements
naturals
Màquina de
vapor
Motor de combustió
interna
Motors elèctrics

5. 2. Les màquines tèrmiques
Transformen l’energia tèrmica o calorífica en energia
mecànica, o a l’inrevés.
Màquines
tèrmiques
De combustió
externa
De combustió
interna
Alternatives
Alternatives
Rotatives
Rotatives
Màquines de
vapor
Turbines de
vapor
D’encesa per
guspira
D’encesa per
compressió
Turbines de
gas de cicle
obert
Motor Wankel

6. 2.1. Màquines tèrmiques de
combustió externa
La combustió es produeix fora de la màquina.
– Màquina de vapor
– Turbina de vapor

7. 2.1.1. Màquina de vapor
• Màquina de combustió externa i alternativa.
• Transforma l’energia expansiva del vapor
d’aigua en energia mecànica.
• Alternativa:
– Pistó fa un moviment rectilini
– Mecanisme Biela – manovella el transforma a
moviment rotatori

8. 2.1.1. Màquina de vapor
• Màquina de Newcomen (1712)

9. 2.1.1. Màquina de vapor
• Màquina de vapor de James Watt (1769)

10. 2.1.1.Màquina de vapor
MÀQUINA DE WATT
1. La crema de combustible escalfa un
circuit tancat d’aigua i produeix vapor
2. El vapor és conduït dins d’un cilindre. La
pressió del vapor fa moure un èmbol o
pistó.
3. Mitjançant un mecanisme biela-
manovella es mou una roda motriu.
4. Un sistema lligat a l’èmbol regula
l’entrada i sortida del vapor
5. El vapor d’aigua pot ser alliberat a
l’atmosfera o bé reaprofitat per
condensació

11. 2.1.1. Màquina de vapor
• Regulador de boles o de Watt (1788)
– Controla la velocitat de la màquina de vapor

12. 2.1.1. Màquina de vapor
• Animació del regulador de boles
• Com funciona la màquina de vapor
• Vídeo de les màquines de vapor
• Animació màquina de vapor de Watt (anglès)
• Stephenson’s rocket
• Pales de vapor d’un vaixell

13. 2.1.2.Turbina de vapor
• Màquina de combustió externa i rotativa.
• Transforma l’energia tèrmica de la combustió en energia
cinètica del vapor que mou els àleps de la turbina.
• Rotativa: el moviment generat és rotatiu. No cal incloure un
mecanisme de transformació del moviment.

14. 2.1.2. Turbina de vapor
• Funcionament molt simple:
1. Caldera on s’obté vapor fent bullir
aigua
2. Vapor circula cap a la turbina per
les toveres
3. La pressió del vapor sobre els àleps
del rotor de la turbina fa que
aquest giri
4. El vapor es condensa i torna a la
caldera

15. 2.1.2.Turbina de vapor
• 2 tipus:
– Turbina d’acció: l’energia
cinètica del vapor mou els
àleps de la turbina
– Turbina d’acció i reacció:
àleps fixos i mòbils alterns.
Els àleps fixos fan de toveres

16. 2.1.2. Turbina de vapor
• Les centrals tèrmiques i les centrals nuclears
treballen amb turbines de vapor d’acció i reacció
amb pressions diferents

17. 2.1.2.Turbina de vapor
• Vídeo del funcionament d’una turbina de vapor.
• Animació sobre la turbina de vapor

18. 2.2. Màquines tèrmiques de
combustió interna
• Màquines tèrmiques en les quals la combustió
es produeix dins de la màquina.
• 2 tipus:
– Motors d’explosió
• Motors d’encesa per guspira (Otto)
• Motors d’encesa per compressió (dièsel)
– Motors de reacció

19. 2.2.1. Motors d’explosió
• Aprofiten l’expansió que es produeix a
l’explotar un gas.
• En funció de COM es produeix l’explosió:
– Encesa per guspira o Otto.
– Encesa per compressió o dièsel.
• En funció del NOMBRE de fases:
– Motors 2T
– Motors 4T
• Motors alternatius

20. 2.2.1. Motors d’explosió
PARTS D’UN MOTOR D’EXPLOSIÓ

21. 2.2.1. Motors d’explosió
1. LA CULATA
– Vàlvules d’admissió
– Vàlvules d’escapament
– Arbre de lleves
– Tapa de la culata
– Col·lectors d’admissió i d’escapament

22. 2.2.1. Motors d’explosió
2. EL BLOC
– El pistó
– La biela
– El cigonyal
– La corretja de distribució
– La bugia
Interior del bloc

23. 2.2.1. Motors d’explosió
3. EL CÀRTER
– Protegeix el cigonyal
– Dipòsit d’oli lubricant
4. ELEMENTS AUXILIARS
– Sistema d’injecció
– Sistema d’encesa
– Sistema de lubrificació
– Sistema de refrigeració

24. 2.2.1.Motors d’explosió
2.2.1.1. MOTOR D’EXPLOSIÓ 4T DE
GASOLINA (OTTO)
– Cicle de 4 temps o fases
• Admissió
• Compressió
• Explosió
• Escapament

25. 2.2.1. Motors d’explosió
2.2.1.1. MOTOR D’EXPLOSIÓ 4T DE GASOLINA
(OTTO)
• Quèquicom. El motor de bat a bat.
• Vídeo Ford.
• Funcionament del motor de gasolina (MUD)

26. 2.2.1. Motors d’explosió
2.2.1.2. MOTOR DE 4T DE GASOIL (DIÈSEL)
Encesa del motor degut a les altes temperatures
provocades per l’alta pressió.
No necessita bugies.
4 temps o fases:
• Admissió
• Compressió
• Explosió
• Escapament Vídeo motor 4T diesel

27. 2.2.1. Motors d’explosió
2.2.1.3. MOTORS D’EXPLOSIÓ DE 2T
• Lleugers i senzills
• Funcionament similar als motors de 4T
• No tenen vàlvules ni arbre de lleves
• Realitzen els 4T en 2 moviments del pistó:
– 1r temps: admissió + compressió
– 2n temps: explosió + escapament
• Econòmics
• Usats en màquines de poca potència
• Mescla gasolina + oli (2-4%)

28. 2.2.1. Motors d’explosió
2.2.1.3. MOTOR D’EXPLOSIÓ DE 2T
FUNCIONAMENT
Funcionament del motor de 2T

29. 2.2.2. Motors de Reacció
• Segueixen el principi d’acció-reacció (3a Llei de
Newton)
• Motors rotatius
• Són turbines de gas de cicle obert
• També s’anomenen turboreactors

30. 2.2.2. Motors de Reacció
FUNCIONAMENT GENERAL
- El compressor xucla aire a gran velocitat
- Àleps impulsen aire a gran pressió dins les cambres de combustió
- Injectors injecten combustible (querosè)
- Combustió del querosè
- Turbina fa girar el compressor
- Expulsió dels gasos per les toveres

31. 2.2.2. Motors de Reacció

32. 2.2.2. Motors de Reacció
TIPUS:
- Turboreactor
- Turbofan
- Turbohèlix

33. 2.2.2. Motor de Reacció
• Funcionament del motor de reacció
• Motor de reacció (en anglès subtitulat)
• Jet engine animation

34. 2.2.3. Motor Wankel
• Màquina rotativa de combustió interna
• 4 temps en una sola rotació de l’eix motriu.
• 1 gir del motor = 3 admissions + 3
compressions + 3 explosions + 3 escapaments

35. 2.2.3. Motor Wankel
• Vídeo motor Wankel

36. CARACTERÍSTIQUES DELS MOTORS
1. LA CILINDRADA
Suma dels volums de tots els cilindres d’un motor.
2. LA RELACIÓ DE COMPRESSIÓ
3. LA POTÈNCIA I EL PARELL MOTOR