1 Ciclo de Otto Nikolaus A. Otto 1876 Es la base del motor

Ciclo de Otto
Nikolaus A. Otto 1876
Es la base del motor encendido por chispa.
i. Se abre la válvula de admisión, el émbolo inicia la carrera de aspiración. Es un
evento mecánico ya que el gas no modifica sus propiedades termodinámicas.
ii. Se cierra la válvula de admisión y se inicia la carrera de compresión. Es el
primer proceso termodinámico, que viene a ser una compresión adiabática, por
ser tan rápida no da tiempo a que se establezca la transmisión de calor.
iii. Cuando el émbolo llega al punto superior, salta la chispa de la bujía
incendiando la mezcla aire-combustible. Es el segundo proceso termodinámico
que consiste en transmisión de calor al sistema cuando el gas mantiene su
volumen constante.
iv. Después que se ha encendido la mezcla aire-combustible y se ha elevado la
presión y la temperatura, se inicia la carrera de potencia. Es el tercer proceso
termodinámico que es esencialmente una expansión adiabática.
v. Cuando el émbolo está en el punto inferior se abre la válvula de escape dando
lugar a un descenso en la presión y la temperatura del sistema. Es el cuarto
proceso termodinámico que viene a ser una transferencia de calor al medio
ambiente, manteniendo el volumen del sistema constante.
vi. Una vez abierta la válvula de escape, se inicia la carrera de expulsión de los
gases productos de la combustión. Es un evento mecánico ya que como se dijo
en (i) no existen modificaciones de la propiedades del gas.
La sustancia de trabajo es un gas ideal (mezcla de aire-combustible)
Proceso 1-2 Compresión adiabática (entropía constante). Se proporciona trabajo
al sistema.
Proceso 2-3 Combustión a volumen constante. Se suministra calor al sistema.
Proceso 3-4 Expansión adiabática (entropía constante). El sistema entrega
trabajo.
Proceso 4-1 Transmisión de calor del sistema al medio ambiente a volumen
constante.
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Ciclo de Diesel
Rudolf Diesel 1893
Este motor funciona con un ciclo muy parecido al de Otto, siendo sus
diferencias esenciales las siguientes:
a) En el motor de Diesel se suministra aire en lugar de la mezcla airecombustible.
b) El motor de Diesel no utiliza bujías, incendiándose el combustible por la
elevación de temperatura ocasionada por una alta compresión.
c) El suministro de calor se efectúa a presión constante y no a volumen
constante como en el ciclo de Otto.
Al igual que en el ciclo de Otto, las carreras de admisión y escape (barrido
de los gases producto de la combustión) son eventos mecánicos y no procesos
termodinámicos, ya que el gas contenido en la cámara de combustión no sufre
alteraciones en sus propiedades termodinámicas.
En el ciclo de Diesel representado en el diagrama Pv, los procesos señalados
se consideran reversibles y la sustancia de trabajo es un gas ideal.
Proceso 1-2 Compresión adiabática (entropía constante). Se proporciona trabajo
al sistema.
Proceso 2-3 Transmisión de calor al sistema a presión constante. En este proceso
varía el volumen del sistema, ya que se inyecta combustible.
Proceso 3-4 Expansión adiabática (entropía constate). El sistema entrega trabajo.
Proceso 4-1 Transmisión de calor del sistema al medio ambiente a volumen
constate, esto ocurre cuando se abre la válvula de escape).
Ciclo de Brayton
Existen dos tipos el abierto y el cerrado. Sus partes principales son: el
compresor, en el cual se lleva a cabo la compresión del aire; la cámara de
combustión, donde se produce la combustión a presión constante; la turbina,
donde los gases se expanden y se aprovecha su energía para mover el compresor,
así como un excedente hacia el exterior del sistema. En el ciclo abierto los gases
se tiran al medio ambiente; en el ciclo cerrado los gases que salen de la turbina se
llevan a un cambiador de calor donde se les enfría para ser llenados de nuevo al
compresor y reiniciar el ciclo.
Elaboró: M. en I. Rigel Gámez Leal.
Bibliografía
Núñez Orozco F, González Oropeza R. “Apuntes de Principios de Energética”. Facultad de
Ingeniería. UNAM.
Sears, Zemansky, Young y Freedman. “Física Universitaria”. Volumen I. Person, Addison
Wesley. Undécima edición. México 2004.
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