Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

Màquines tèrmiques - Coggle Diagram

- - - - Aquestes màquines tenen un rendiment, que és menor com més gran sigui la temperatura de les fonts.
      - Una part del treball que genera la màquina, es consumeix a dins de la mateixa màquina.
  - - - Aquesta màquina és impossible d'obtenir en la realitat, i només és ideal.
      - Aquesta màquina és reversible, és a dir, que el procés tèrmic que es fa en la màquina es pot fer en les dos direccions.
        
        Es podria fer funcionar en un cicle de forma infinita.
  - - - Si la màquina és ideal, l'entropia és 0.
      - Si la màquina és real, l'entropia és major de 0.
      - Es mesura en J/K.
- - - - En la caldera, l'aigua en estat líquid es vaporitza.
      - El vapor format al dipòsit superior de la caldera passa llavors per un serpentí o reescalfador, on augmenta de temperatura i pressió abans de ser lliurat a la turbina.
      - La turbina té una forma troncocònica que afavoreix l'expansió del vapor i impulsa els àleps que extreuen el treball cap a l'alternador.
      - El vapor procedent de la turbina continua cap a la torre de refrigeració, que fa de font freda i absorbeix la calor necessària perquè el vapor es condensi.
      - A continuació, s'impulsa per una bomba a la caldera i prèviament passa per l’economitzador, on s’escalfen els fums procedents de la combustió que surten de la caldera.
      - Finalment, abans d'ésser alliberats a l’exterior per la xemeneia, els fums escalfen l’aire fred necessari per a la combustió mitjançant un bescanviador de calor format per una sèrie de conductes.
    - - Per realitzar treball en l’expansió del vapor, actualment gairebé no s’utilitzen sistemes alternatius cilindre-pistó, sinó que la transformació de l’energia del vapor en energia mecànica es du a terme amb turbines, que accionen els alternadors a les centrals tèrmiques o les hèlices en el cas dels grans vaixells.
      - Les turbines utilitzades en les instal·lacions de vapor, estan dissenyades per aprofitar al màxim la forca del vapor
      - A causa de l’enorme energia potencial del vapor (p >100 bar i T >550 ºC). no es transforma totalment en energia cinètica en una sola turbina. Per aquesta raó l’expansió del vapor se sol fer esglaonadament en tres etapes. En la primera etapa actua una turbina mixta d’acció-reacció, anomenada turbina d’alta pressió, i en les dues etapes restants actuen les turbines de mitjana i baixa pressió, que solen ser de reacció.
  - - - Primer temps: compressió-explosió.
      - Segon temps: admissió-escapament.
      - Existeix la possibilitat que en la fase d'Admissió-Escapament, s'escapi per l'escapament part de la mescla, o que no surtin tots els gasos residuals de l'explosió.
    - - El motor de combustió interna de quatre temps té quatre fases
        
        Admissió: La vàlvula d'admissió s'obre i el pistó baixa, aspirant aire.
        
        Compressió: Les dues vàlvules estan tancades i el pistó puja, comprimint l'aire, abans d'arribar al PMS s'injecta el combustible.
        
        Explosió: En aquesta fase s'inicia la combustió mitjançant l'encès de la barreja comprimida amb una espurna generada per les bugies.
        
        Expulsió: La vàlvula d'expulsió s'obre i el pistó puja expulsant els gasos resultants de la combustió cap a l'escapament.
    - - Aquests motors tenen les mateixes 4 fases que el de 4t de gasolina, però hi ha dues diferències, el combustible és gasoil, i l'explosió es fa per compressió i no per una guspira de la bugia.
      - La pressió que hi ha dins del cilindre és molt major a la del motor de gasolina, el motor és més pesat per poder resistir la pressió de l'interior.
    - - Nombre de cilindres i cilindrada, la relació de compressió, la potència i el parell motor i el consum.
        
        Volum cilindre = π r2 c [cm3]
        
        Volum total =Vc nc [cm3]
        
        Relació de compressió = Vmax/Vmin
        
        P = Γ · ω [W], on Γ [N · m] i ω [rad/s]
        P=W/t=Fv [W], on W [J], Δt [s], F [N] i v [m/s]
      - Emissions
        
        Òxids de carboni (CO i CO2): el CO, conegut com a monòxid de carboni, és molt tòxic i el CO2, conegut com a diòxid de carboni, provoca l’efecte d’hivernacle.
        
        Òxids de nitrogen (NOx) i de sofre (SOx): provoquen problemes respiratoris a les persones i també són els causants de la pluja àcida.
        
        Metalls pesants com el plom (Pb): són uns components molt tòxics per a les persones. Actualment l’ús de la gasolina sense plom ha limitat molt l’emissió de partícules d’aquest metall.
        
        Fums o partícules de carboni. Són partícules de carboni que es formen com a conseqüència del trencament dels enllaços de carboni (C) i hidrogen (H) dels hidrocarburs que formen el combustible.
        
        Combustible sense cremar (HC). Encara que no ho sembli, part del combustible no es crema i surt intacte amb els gasos d’escapament.
        
        Els catalitzadors són utilitzats en vehicles per reduir les emissions contaminants abans de ser expulsades a l'atmosfera.
      - Sobrealimentació
        
        Un motor es pot sobrealimentar utilitzant un turbo, el turbo injecta a pressió més aire a l'admissió, utilitzant un ventilador, aquest ventilador es mou gràcies a la forca que fan els gasos de l'escapament
    - - Motor Wankel
        
        El motor Wankel és un tipus de motor de combustió interna que utilitza un disseny rotatiu en lloc de pistons convencionals com en els motors de pistó lineal. Va ser inventat pel tècnic alemany Felix Wankel a la dècada de 1950. El motor Wankel es coneix també com a motor rotatiu.
        
        Geometria Bàsica:
        
        En lloc de pistons, el motor Wankel té un rotor triangular o polygonal que gira en una carcassa el·líptica.
        
        La carcassa té una forma semblant a un cornet i conté tres regions separades per plaques estacionàries.
        
        Fases del Cicle:
        
        Admissió: L'espai entre les parets del rotor i la carcassa es va fent més petit, aspirant la mescla d'aire i combustible.
        
        Compressió: La mescla es comprimeix mentre el rotor es mou cap al centre.
        
        Ignició/Expansió: La mescla comprimida és encesa per les espurnes de les bugies. La expansió dels gasos generats impulsa el rotor.
        
        Escapament: Els gasos d'escapament es fan fora del compartiment mentre el rotor es mou cap a l'exterior.
        
        Cicle Continu:
        
        Mentre un motor de pistó lineal té cicles separats per cada cilindre, el motor Wankel té una continuïtat en el moviment rotatiu del rotor.
      - Turbines de gas de cicle obert
        
        Les turbines de gas de cicle obert són utilitzades en la propulsió d’aeronaus i per produir energia elèctrica. El seu funcionament es basa en l’energia cinètica d’uns gasos que passen a gran velocitat pels àleps d’una turbina i l’obliguen a girar.
        
        Per això, mitjançant un conducte s’aspira aire i es comprimeix dins d’una cambra on s’injecta el gas o un combustible líquid polvoritzat que, barrejat amb l’aire, inicia la combustió. Els gasos produïts en la combustió surten a gran velocitat, passen per la turbina i la fan girar
        
        Aquesta turbina de quatre fases semblants a les del motor de quatre temps,