Ciclo De Carnot

.- CICLO DE CARNOT DE AIRE.

Es un ciclo en el que los procesos tanto de adición como de rechazo de calor son a temperatura constante, es decir isotérmicos. El rendimiento de un ciclo de Carnot es independiente del fluido de trabajo. Por tanto, el ciclo de Carnot que funcionara con aire, o cualquier otro gas perfecto tendría la misma eficiencia térmica que el ciclo de Carnot que funcionara con un vapor entre los mismos límites de temperatura.

Este ciclo se tomará como ejemplo típico de cálculo y análisis.

El diagrama de procesos T-S para el ciclo de aire de Carnot se puede ver en la figura, en donde:

12 proceso de expansión isotérmica.

23 Proceso de expansión adiabática.

34Proceso de compresión isotérmica.

41Proceso de compresión adiabática.

FASE 12 Expansión isotérmica. Aporte de calor a temperatura constante.

Esta forma de calentamiento no incrementa la temperatura del fluido, sino que aumenta el volumen y disminuye la presión

P2*V2 = P1*V1 P*V=CTE.

P2/V1 = P1/V2

El fluido se expande entregando trabajo al exterior, pero sin cambios en su energía interna

Qh = Trabajo relaizado = P*dV = R* T dV = R*T* ln(V2/V1)

V

Qh = Calor suministrado = R*T*ln (P1/P2)

FASE 23. Expansión Adiabática.

P3*V3 = R*T3 , P2*V2 = R*T2

K= Expansión adiabática = Cp/Cv = 1.4

Cp = 0.24 Kcal/Kgm*ºK

Cv = 0.1714 Kcal/Kgm*ºK

P3*V3k = P2*V2k

FASE 34 Compresión isotérmica. Sustracción de calor. (Enfriamiento)

P4*V4 = P3*V3

Ql = R*T*lb(P4/P3) = R*T*lb(V3/V4)

FASE 41 Compresión adiabática.

P1*V1 = R* T1 P4*V4 = R*T4

P1*V1k = P4*V4k

3.- EL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA.

Es cualquier máquina térmica donde la combustión de la mezcla combustible-fluido de trabajo es el aporte de energía y los productos de la combustión constituyen el fluido de trabajo para el resto del ciclo de la maquina térmica en cuestión.

Tipos:

Los motores de combustión interna se clasifican en varios tipos de acuerdo a:

a.- El ciclo teórico con que opera el motor: ciclo OTTO (Gasolina, aceite ligero), ciclo DIESEL (Aceite pesado, combustible pesado).

b.- Tipo de sistema de encendido: motores de encendido por chispa o explosión, en estos motores se aspira al cilindro una mezcla de combustible y aire y luego se enciende por medio de una chispa, todos estos motores operan con el ciclo OTTO teórico; motores de encendido por compresión, el aire puro se comprime primero a una alta presión y luego se inyecta al cilindro una neblina de combustible, en forma de finas gotas. (Ciclo DIESEL teórico).

c.- Numero de emboladas del pistón por ciclo: el motor de 4 tiempos (2 revoluciones por carrera de potencia), el motor

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