tecnoloxia.org

Tecnoloxía na Educación Secundaria

Ciclos termodinámicos Otto e Diesel

Para o alumnado de Tecnoloxía Industrial II: Aquí tedes unhas animacións dos ciclos termodinámicos teóricos dos motores de gasolina e diesel. Debedes repasar antes o funcionamento destes motores.

As fases de admisión e de escape non pertencen ao ciclo termodinámico, pero poñémolas no diagrama para relacionalo co ciclo mecánico.

Ciclo Otto (Motor de acendido por chispa)


Animacións: a) EUIT Forestal UPM b) EUITA

0 → 1 . Admisión: Isóbara

A válvula de admisión ábrese permitindo a entrada da mestura de aire e gasolina, desprazándose o pistón desde o punto morto superior (PMS) ata o punto morto inferior (PMI), é dicir, desde V2 ata V1 a presión constante P1.

1 → 2 . Compresión: Adiabática

As válvulas de admisión e escape están pechadas, e o pistón móvese desde o PMI (V1) ata o PMS (V2) comprimindo a mestura.
Dita compresión provoca un aumento de presión (de P1 a P2) e un aumento de temperatura, pero non hai intercambio de calor co exterior.
Para realizar este proceso temos que aportar un traballo ao sistema, que será negativo (Win<0).

2 → 3 . Explosión: Isocora

No punto 2 orixínase o acendido da mestura de combustible. Esta combustión fai que a presión aumente bruscamente desde P2 ata P3 manténdose o volume constante e producíndose un aumento da temperatura.
Nesta etapa prodúcese unha cesión de calor do combustible ao motor ( Qabs>0).

3 → 4 . Expansión: Adiabática

Debido á explosión, os gases da combustión expándense no cilindro, provocando que o pistón pase desde o PMS (V2) ata o PMI (V1). A presión e a temperatura descenden (de P3 a P4, e de T3 a T4).
Durante este proceso a enerxía térmica liberada durante a combustión transfórmase en enerxía mecánica. O motor aporta un traballo positivo (Wout>0).

4 → 1 . Apertura da válvula de escape: Isocora

Cando o pistón se atopa no PMI ábrese a válvula de escape, provocando un descenso da presión (de P4 a P1) e da temperatura.
Nesta etapa libérase calor ao exterior (Qced<0).

1 → 0 . Escape: Isóbara

Durante a carreira de escape o pistón pasa desde o PMI (V1) ao PMS (V2) á presión atmosférica P1 expulsando ao exterior os produtos da combustión.

Ciclo Diesel (Motor de acendido por compresión)


Animación: EUITA

As etapas son as mesmas que no caso anterior, pero varía a etapa de combustión-inxección. Nesta etapa prodúcese unha cesión de calor do combustible ao motor (Qabs) a presión constante, a diferenza do ciclo Otto, onde se fai a volume constante.

0 → 1 . Admisión: Isóbara

1 → 2 . Compresión: Adiabática
Para realizar este proceso temos que aportar un traballo ao sistema, que será negativo. Win<0

2 → 3 . Inxección-Combustión: Isóbara

No punto 2 Prodúcese a inxección do combustible provocándose de seguido a combustión do mesmo. Esta combustión produce un aumento da temperatura e volume a presión constante P2.
Nesta etapa prodúcese unha cesión de calor do combustible ao motor Qabs>0.

3 → 4 . Expansión: Adiabática
O motor aporta un traballo positivo Wout>0

4 → 1 . Apertura da válvula de escape: Isocora
Nesta etapa libérase calor ao exterior Qced<0.

1 → 0 . Escape: Isóbara…

Megamotor diésel

Que vos parece este cegoñal?

rta96c_crank.jpg

Impresionante, non?

Atopei hai uns meses esta foto en “tecnología obsoleta“, e forma parte do motor diésel máis grande en funcionamento, o Wärtsilä-Sulzer RTA96-C, que se utiliza para a propulsión de grandes barcos cargueiros. O motor no seu conxunto mide máis de 13 m de altura e 27 de lonxitude, o seu peso supera as 2300 toneladas e desenvolve unha potencia de máis de 80MW.

rta96c.jpg

Máis fotos, información e características en The Most Powerful Diesel Engine in the World!

 
Actualización 21/11/2011:

Non te perdas esta interesante galería de fotos de shipsnostalgia.com onde nos mostran o proceso de fabricación do motor Doxford entre 1957 e 1958.

Podes ver máis fotos en shipsnostalgia.com