Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC...

260
POLITEXT 134 Máquinas térmicas motoras - 1

Transcript of Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC...

Page 1: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

POLITEXT 134

Máquinas térmicas motoras - 1

Page 2: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

POLITEXT

EDICIONS UPC

Máquinas térmicas motoras - 1

Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed.Ismael Callejón Agramunt, ed.Sergi Forns FarrúsPere Roca CarlesDavid Balsells GrandeJuan Casanova Rossell

Tomás Navarro OdriozolaCarles Forcadell FreixaAngelita González FontalAntoni Márquez LuqueFrancisco J. Pérez Llopis

Page 3: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

La presente obra fue galardonada en el octavo concurso"Ajut a l'elaboració de material docent" convocado por la UPC.

Colaboradores:Mònica Álvarez, Francesc Batalla, Gabriela Benveniste, Òscar Bonet, Xavier Carrera, Juan Manuel Castro, Òscar Civit, Jordi Escura, Irene Espada,Xavier Flores, David González, Ricard Ibáñez, Andreu Iglesias, Luis Isidro,Josep Antón Jiménez, Oscar Jiménez, Francisco Liesa, Ana Mª Marimón, Salvador Miret, Eduard Moreno, Josep Mª Piguillem, Julio Pérez, Lluc Puig, Eloi Robert, Joan Rovira, Bartolomé Salom, David Sánchez, Álvaro Serrano,Xavier Soldevila, Agustí Vilella, Joaquin Villa, Jordi Yubero

Primera edición: septiembre de 2002

Diseño de la cubierta: Manuel Andreu

© Los autores, 2002

© Edicions UPC, 2002Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, SLJordi Girona Salgado 31, 08034 BarcelonaTel.: 934 016 883 Fax: 934 015 885Edicions Virtuals: www.edicionsupc.esE-mail: [email protected]

Producción: Copistería Miracle, SLRector Ubach 6-10, 08021 Barcelona

Depósito legal: B-27729-2002ISBN: 84-8301-644-3ISBN Obra completa: 84-8301-646-X

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las san-ciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o pro-cedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares deella mediante alquiler o préstamo públicos.

Page 4: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������� �

�������

������������������� ��������� ������������������������������� ������ ���������������������������

�������� ������� �������������� ���������� ��� ��������!��������������� � "��#�$�� � ��������

"������������������#���� % ����������&������� ��'��(�����#������)������ )������� ��*����� ������

��� ����+

��������������������,--.$��/������ �&��������)��(�������� ��������������������� ��0������������

������������������������1��������� ����� ��)�����#������0��#������� $���� ��&��$�����2�������������$

������������� ����������)���� �� �������������������������2��������������������1��������������

� �������������!������ ���+

*������� �����������������������������)����� ���� ������2��������3������������� ����������������

2����������������!������������� �3�������� ������������1�����$� ���� ��������&�� ��������!������� ����

�������������$����2���������� $����������������������������������� ���+

������������������ ������������������2����������������$��� ������ ���$������ ���������)�������������

��������� �������&����������������� ����������������!��������������)����� ���������������� ���

�������� ����������������2�� ������������������������� �����+

����������������� ������ ����$������������������������$���� ����������� ��������������� �������

������������� �������������� ��������� ��� ���������� ����� ���)����� ������$������� ��������

��������� ��������3&������1�������������$�&�������������������������������� � ������������)�

������ ���� ����2�������������� ����3&������1���������������(�������$�� ���!�����������������������

�� ���32�����3����������� �������������� ���������������#������0�����3&������1�����$�&�����

���������� �������� ������#������0��#������� +

� ���!����������� ���� �����������2������������)��������� ���� �������������� ��0�������������

�1������ ��� ������ ��� �� ����� ���$� �� �������� �� ������������� ��� ��������� 2������� �������

�(�������+

� ����������0�� ������������������2 �()�������� �������2���������������0�$����������� ������������

����� ����� ��� �����0�� �� ��� 2 �!�� �����1���+� ����� �2�������)�� ��� ������ � ����� ������ �� ����

�������������� ���������������� ��������� ����������������2������������������0��&������ ������

����������� ��� ���������������������+������2��)��������3������ ��� ����� �&�������� �������� ��

�2���������3&����������2������������������0�������������� ������������(��� ���� ���������������� ��

�3&������1�������� ����� ����������3����������������� �������������������� ���� ���2������

�����1����������� ���+

Page 5: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.
Page 6: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

Indice 9

Indice

1 Transferencia de energía

1.1 Introducción .............................................................................................................................. 171.2 Análisis de la transformación de energía ................................................................................... 19

1.2.1 Tipos de acumulador ......................................................................................................... 201.2.2 Tipos de flujo de energía ................................................................................................... 211.2.3 Proceso de transformación ................................................................................................ 22

1.3 Fuentes de energía ..................................................................................................................... 241.3.1 Energía solar ....................................................................................................................... 241.3.2 Energía nuclear ................................................................................................................... 251.3.3 Interacción gravitatoria ...................................................................................................... 251.3.4 Energía geotérmica ............................................................................................................. 27

1.4 Transformadores de acumulador a flujo de energía (A/F) .......................................................... 271.4.1 Transformación de energía térmica a calor ........................................................................ 271.4.2 Transformación de energía química a calor ........................................................................ 301.4.3 Transformación de energía nuclear a calor ........................................................................ 331.4.4 Transformación de energía química a trabajo eléctrico ...................................................... 371.4.5 Transformación de energía dinámica a trabajo mecánico .................................................. 38

1.5 Transformadores de flujo ........................................................................................................... 401.5.1 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por máquina rotativa ................. 411.5.2 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por piezoelectricidad ................. 451.5.3 Transformación de radiación a calor .................................................................................. 461.5.4 Transformación de radiación a trabajo eléctrico ................................................................ 491.5.5 Transformación de calor a trabajo eléctrico ....................................................................... 501.5.6 Transformación de calor a trabajo mecánico ..................................................................... 56

1.6 El motor térmico. Integración de transformadores A/F y F/F ..................................................... 591.6.1 Motores endotérmicos frente a motores exotérmicos ........................................................ 591.6.2 Motores térmicos para generación con cogeneración ...................................................... 611.6.3 Motores térmicos para tracción con y sin eje de salida ..................................................... 62

2 Ciclos termodinámicos

2.1 Introducción .............................................................................................................................. 652.2 Análisis y caracterización de un ciclo termodinámico de trabajo .............................................. 67

2.2.1 Procesos de evolución ....................................................................................................... 67

Page 7: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

10 Máquinas térmicas motoras

2.2.2Diagramas P/V y T/S ........................................................................................................... 702.2.3 Presión media teórica ......................................................................................................... 72

2.3 Ciclos de referencia .................................................................................................................... 742.3.1 Ciclo de Carnot ................................................................................................................... 752.3.2 Ciclo de Lenoir ................................................................................................................... 782.3.3 Ciclo Otto ........................................................................................................................... 792.3.4 Ciclo Diesel ........................................................................................................................ 822.3.5 Ciclo mixto de Sabathé ....................................................................................................... 852.3.6 Ciclo Atkinson .................................................................................................................... 882.3.7 Ciclo Brayton ..................................................................................................................... 922.3.8 Ciclo Ericsson ..................................................................................................................... 952.3.9 Ciclo Stirling ....................................................................................................................... 97

2.4 Caracterización del ciclo teórico asociado a un mecanismo. Modelización numérica. ............... 99

3 El motor alternativo de combustión interna

3.1 Introducción ............................................................................................................................. 1073.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 112

3.2.1 Concepción de la fase cerrada ......................................................................................... 1203.2.2 Concepción de la fase abierta .......................................................................................... 1223.2.3 Tipología de refrigeración ................................................................................................ 1243.2.4 Arquitecturas policilíndricas ............................................................................................ 126

3.3 Parámetros característicos ........................................................................................................ 1313.3.1 Parámetros dimensionales ................................................................................................ 1313.3.2 Relaciones entre parámetros dimensionales .................................................................... 1333.3.3 Parámetros termodinámicos ............................................................................................. 1353.3.4 Características operativas del motor ................................................................................ 137

3.4 Fase Cerrada ............................................................................................................................. 1403.4.1 La combustión en los MEP .............................................................................................. 1413.4.2 Aportación de combustible en los MEP .......................................................................... 1483.4.3 Sistema de encendido en los MEP ................................................................................... 1553.4.4 La combustión de los MEC .............................................................................................. 1613.4.5 Aportación de combustible de los MEC .......................................................................... 1683.4.6 Comparación entre los MEP y los MEC ........................................................................... 177

3.5 Fase Abierta .............................................................................................................................. 1793.5.1 Renovación de la carga en motores de 4 tiempos ............................................................ 1843.5.2 Sobrealimentación ............................................................................................................ 1923.5.3 Renovación de la carga en motores de 2 tiempos ............................................................ 1993.5.4 Comparación entre motores de 4 y 2 tiempos .................................................................. 208

3.6 Sistemas auxiliares .................................................................................................................... 2093.6.1 Sistema de refrigeración ................................................................................................... 2103.6.2 Sistema de lubricación ..................................................................................................... 213

3.7 Prestaciones .............................................................................................................................. 2153.7.1 Curvas características ...................................................................................................... 2153.7.2 Regulación del par motor ................................................................................................. 219

3.8. Emisiones contaminantes ......................................................................................................... 220

Page 8: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

Indice 11

3.8.1 Generación de contaminantes .......................................................................................... 2203.8.2 Sistemas de reducción de contaminantes ........................................................................ 223

3.9 Combustibles para motores alternativos .................................................................................. 226

4 El motor Wankel

4.1 Introducción ............................................................................................................................. 2334.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 2354.3 Geometría del motor .................................................................................................................. 239

4.3.1 Descripción del estátor .................................................................................................... 2414.3.2 Descripción del rotor ....................................................................................................... 2434.3.3 Cilindrada ......................................................................................................................... 2454.3.4 Relación de compresión ................................................................................................... 2474.3.5 Velocidad tangencial y aceleración del rotor ................................................................... 247

4.4 Elementos del motor ................................................................................................................. 2494.4.1 Rotor ................................................................................................................................ 2494.4.2 Estátor .............................................................................................................................. 2504.4.3 Engranajes de transmisión ............................................................................................... 2534.4.4 Mecanismo de sellado ..................................................................................................... 255

4.5 Procesos y sistemas ................................................................................................................. 2574.5.1 Características de la combustión ..................................................................................... 2574.5.2 Equilibrado del rotor ........................................................................................................ 2594.5.3 Refrigeración del estátor .................................................................................................. 2604.5.4 Refrigeración del rotor ..................................................................................................... 2614.5.5 Sistema de distribución .................................................................................................... 2624.5.6 Sistema de lubricación ..................................................................................................... 2634.5.7 Encendido doble .............................................................................................................. 2644.5.8 Inyección de gasolina ...................................................................................................... 266

5 Motores de autopropulsión

5.1 Introducción ............................................................................................................................. 2675.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 270

5.2.1 Propulsión a reacción ....................................................................................................... 2715.2.2 Ecuación fundamental de la astronáutica ........................................................................ 273

5.3 Cámara de combustión ............................................................................................................. 2745.3.1 Concepción de la combustión .......................................................................................... 2755.3.2 Sistema de refrigeración ................................................................................................... 2765.3.3 Estudio termodinámico de la cámara ................................................................................ 277

5.4 Tobera ....................................................................................................................................... 2795.4.1 Perfil de la tobera ............................................................................................................. 2795.4.2 Tipos de toberas .............................................................................................................. 2815.4.3 Caracterización termodinámica de la tobera ..................................................................... 281

5.5 Motor químico .......................................................................................................................... 2855.5.1 Motor químico de combustible sólido ............................................................................. 2855.5.2 Motor químico de combustible líquido ............................................................................ 291

Page 9: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

12 Máquinas térmicas motoras

5.5.3 Comparación entre propelentes sólidos y líquidos .......................................................... 2945.5.4 Motor químico híbrido ..................................................................................................... 294

5.6 Propulsión nuclear .................................................................................................................... 2955.7 Propulsión eléctrica .................................................................................................................. 295

5.7.1 Motores eléctricos ........................................................................................................... 2955.7.2 Cohetes con sistema de aceleración eléctrico .................................................................. 295

5.8 El efecto Pogo ........................................................................................................................... 296

6 Turbina de gas

6.1 Introducción ............................................................................................................................. 2996.2 Tipos de turbinas de gas ........................................................................................................... 301

6.2.1 Tipo de ciclo termodinámico ............................................................................................ 3016.2.2 Aportación de energía al ciclo .......................................................................................... 3036.2.3 Disposiciones mecánicas ................................................................................................. 303

6.3 Ciclos para la obtención de potencia en una turbina de gas ..................................................... 3056.3.1 Ciclo de Brayton ............................................................................................................... 3056.3.2 Ciclo de Brayton regenerativo ......................................................................................... 3086.3.3 Ciclo con recalentamiento ................................................................................................ 3086.3.4 Ciclo con enfriamiento intermedio en la compresión ....................................................... 309

6.4 Compresor ................................................................................................................................. 3096.4.1 Compresor centrífugo ...................................................................................................... 3126.4.2 Compresor axial ................................................................................................................ 314

6.5 Cámara de combustión ............................................................................................................. 3206.5.1 Tipologías de cámaras de combustión ............................................................................ 3236.5.2 Estabilidad de llama en la cámara de combustión ............................................................ 3256.5.3 Intensidad de la combustión ............................................................................................ 3266.5.4 Aportación de combustible .............................................................................................. 3276.5.5 Sistemas de ignición ........................................................................................................ 3296.5.6 Arranque de la turbina de gas .......................................................................................... 329

6.6 Turbina ...................................................................................................................................... 3306.6.1 Turbinas de flujo radial .................................................................................................... 3316.6.2 Turbinas de flujo axial ...................................................................................................... 331

6.7 Turbinas de gas para la propulsión de aviones ........................................................................ 3366.7.1 El turborreactor ................................................................................................................ 3376.7.2 El turboventilador ............................................................................................................. 3386.7.3 El turbohélice o turboeje .................................................................................................. 3406.7.4 Influencia de la velocidad del avión ................................................................................ 3416.7.5 Inversores de empuje ....................................................................................................... 3446.7.6 Contaminación acústica ................................................................................................... 346

6.8 Regulación de la potencia ......................................................................................................... 3476.8.1 Unidades de un solo eje reguladas por la temperatura, a velocidad constante ............... 3476.8.2 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad, a temperatura cons ....

tante .................................................................................................................................. 3486.8.3 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad y la temperatura .... 3496.8.4 Regulación de unidades de dos ejes o eje partido ........................................................... 350

Page 10: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

Indice 13

7 Instalación de turbinas de vapor

7.1 Introducción ............................................................................................................................. 3537.2 Ciclos para la obtención de potencia en una instalación de turbinas de vapor ........................ 355

7.2.1 Propiedades del vapor ..................................................................................................... 3557.2.2 Ciclo de Rankine ideal ...................................................................................................... 3587.2.3 Ciclo de Rankine real, rendimiento isoentrópico .............................................................. 3597.2.4 Ciclo de Rankine con sobrecalentamiento ....................................................................... 3607.2.5 Ciclo de Rankine con recalentamiento intermedio ........................................................... 3627.2.6 Ciclo de Rankine con regeneración .................................................................................. 3637.2.7 Ciclo de Rankine supercrítico ........................................................................................... 364

7.3 Turbinas de vapor ..................................................................................................................... 3657.3.1 Descripción ...................................................................................................................... 3657.3.2 Tipologías de turbinas de vapor ...................................................................................... 3677.3.3 Principio de funcionamiento ............................................................................................ 3707.3.4 Materiales ......................................................................................................................... 382

7.4. Calderas .................................................................................................................................... 3827.4.1 Descripción ...................................................................................................................... 3827.4.2 Tipologías de calderas ..................................................................................................... 3847.4.3 Combustibles para calderas de vapor .............................................................................. 389

7.5 Condensador y bomba de presión ............................................................................................. 389

8 Motor Stirling

8.1 Introducción ............................................................................................................................. 3918.2 Funcionamiento del motor Stirling ........................................................................................... 3928.3 Ciclos termodinámicos ideales .................................................................................................. 395

8.3.1 Importancia de la evolución isotérmica respecto a la adiabática ..................................... 3968.3.2 Ciclo de Rallis ................................................................................................................... 3998.3.3 Ciclo Stirling ..................................................................................................................... 4058.3.4 Ciclo Ericsson ................................................................................................................... 4108.3.5 Ciclo mixto Stirling-Rallis ................................................................................................. 411

8.4 Análisis comparativo entre ciclos ............................................................................................. 4158.4.1 Análisis de la relación de compresión .............................................................................. 4158.4.2 Análisis del salto térmico ................................................................................................. 4188.4.3 Correlación entre variables .............................................................................................. 421

8.5 Influencias del mecanismo en el ciclo termodinámico .............................................................. 4218.6 Regenerador .............................................................................................................................. 423

8.6.1 Análisis de la regeneración .............................................................................................. 4238.6.2 Regenerador único ........................................................................................................... 4248.6.3 Regeneradores en serie .................................................................................................... 427

8.7 Elementos mecánicos ............................................................................................................... 4288.7.1 Tipologías de motores ..................................................................................................... 4288.7.2 Tipologías de arquitecturas ............................................................................................. 4298.7.3 Acoplamiento de los émbolos y extracción de potencia .................................................. 4338.7.4 Elementos de estanqueidad y lubricación ....................................................................... 436

Page 11: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

14 Máquinas térmicas motoras

8.7.5 Características de los elementos mecánicos .................................................................... 4378.8 Elementos térmicos ................................................................................................................... 437

8.8.1 Calentadores .................................................................................................................... 4418.8.2 Refrigeradores .................................................................................................................. 443

8.9 Fluidos de trabajo ..................................................................................................................... 4448.9.1 Fluidos de trabajo gaseosos ............................................................................................ 4448.9.2 Fluidos de trabajo líquidos .............................................................................................. 4518.9.3 Fluidos de trabajo con cambio de fase ............................................................................ 4528.9.4 Fluidos de trabajo químicamente reactivos ...................................................................... 454

8.10 Características de funcionamiento ........................................................................................... 4548.10.1 Curvas características .................................................................................................... 4548.10.2 Contaminación y ruido ................................................................................................... 460

8.11 Sistemas de control .................................................................................................................. 4618.11.1 Variación de la temperatura ............................................................................................ 4638.11.2 Variación de la presión media del fluido de trabajo ........................................................ 4638.11.3 Variación de la amplitud de la presión ............................................................................ 4658.11.4 Variación del ángulo de fase ........................................................................................... 4658.11.5 Variación de la carrera .................................................................................................... 465

9 Cogeneración

9.1 Introducción ............................................................................................................................. 4679.2 Tipologías de cogeneración ..................................................................................................... 469

9.2.1 Cogeneración con turbinas de gas .................................................................................. 4719.2.2 Cogeneración con turbinas de vapor ............................................................................... 4729.2.3 Cogeneración con motores alternativos de combustión interna ..................................... 4739.2.4 Cogeneración mediante ciclos combinados ..................................................................... 4749.2.5 Otras tecnologías de cogeneración .................................................................................. 4759.2.6 Campos de aplicación ...................................................................................................... 475

9.3 Caracterización y evaluación de instalaciones de cogeneración ............................................. 4769.3.1 Rendimientos ................................................................................................................... 4769.3.2 Coeficientes para caracterizar las instalaciones de cogeneración ................................... 4789.3.3 Ahorro de combustible .................................................................................................... 479

9.4 Instalaciones de generación de potencia mediante ciclos combinados ................................... 4809.4.1 Caracterización del ciclo combinado ................................................................................ 4809.4.2 Análisis termodinámico .................................................................................................... 482

9.5 Aspectos económicos de la cogeneración ............................................................................... 4859.5.1 Asignación de costes ....................................................................................................... 4859.5.2 Ahorro económico ............................................................................................................ 4869.5.3 Estudios de viabilidad ...................................................................................................... 486

9.6 Evaluación de las distintas posibilidades de cogeneración en un caso real ............................ 4879.6.1 Características de la instalación sin cogeneración .......................................................... 4879.6.2 Aspectos previos a considerar ........................................................................................ 4909.6.3 Alternativa 1: Ciclo combinado con turbina de vapor ..................................................... 4919.6.4 Alternativa 2: Ciclo combinado con turbina de vapor y turbina de gas .......................... 4979.6.5 Alternativa 3: Ciclo combinado con turbina de gas ......................................................... 500

Page 12: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

Indice 15

9.6.6 Alternativa 4: Ciclo combinado con turbina de gas y turbina de vapor y generación de frío por absorción (trigeneración) ........................................................................................... 502

9.6.7 Comparación de las diferentes alternativas ..................................................................... 507

10 Pilas de combustible

10.1 Introducción ............................................................................................................................. 50910.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 510

10.2.1 Electrodos ...................................................................................................................... 51210.2.2 Membrana-Electrolito ..................................................................................................... 51210.2.3 Capa de apoyo ................................................................................................................ 512

10.3 Prestaciones ............................................................................................................................. 51210.3.1 Cálculo de prestaciones ideales ..................................................................................... 51310.3.2 Cálculo de las pérdidas .................................................................................................. 51410.3.3 Variables en el comportamiento de una pila de combustible .......................................... 51610.3.4 Rendimiento ................................................................................................................... 517

10.4 Tipos de pilas de combustibles ................................................................................................ 51810.4.1 Pilas alcalinas (AFC) ...................................................................................................... 51910.4.2 Pilas de membrana polimérica (PEM) ............................................................................. 52110.4.3 Pilas de ácido fosfórico (PAFC) ..................................................................................... 52310.4.4 Pilas de carbonato fundido (MCFC) .............................................................................. 52610.4.5 Pilas de óxido sólido (SOFC) .......................................................................................... 52710.4.6 Comparación de los tipos de pilas de combustible ........................................................ 528

10.5 Combustibles ............................................................................................................................ 529

Bibliografía ........................................................................................................................... 531

Page 13: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

POLITEXT 135

Máquinas térmicas motoras - 2

Page 14: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

POLITEXT

EDICIONS UPC

Máquinas térmicas motoras - 2

Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed.Ismael Callejón Agramunt, ed.Sergi Forns FarrúsPere Roca CarlesDavid Balsells GrandeJuan Casanova Rossell

Tomás Navarro OdriozolaCarles Forcadell FreixaAngelita González FontalAntoni Márquez LuqueFrancisco J. Pérez Llopis

Page 15: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

La presente obra fue galardonada en el octavo concurso"Ajut a l'elaboració de material docent" convocado por la UPC.

Colaboradores:Mònica Álvarez, Francesc Batalla, Gabriela Benveniste, Òscar Bonet, Xavier Carrera, Juan Manuel Castro, Òscar Civit, Jordi Escura, Irene Espada,Xavier Flores, David González, Ricard Ibáñez, Andreu Iglesias, Luis Isidro,Josep Antón Jiménez, Oscar Jiménez, Francisco Liesa, Ana Mª Marimón, Salvador Miret, Eduard Moreno, Josep Mª Piguillem, Julio Pérez, Lluc Puig, Eloi Robert, Joan Rovira, Bartolomé Salom, David Sánchez, Álvaro Serrano,Xavier Soldevila, Agustí Vilella, Joaquin Villa, Jordi Yubero

Primera edición: septiembre de 2002

Diseño de la cubierta: Manuel Andreu

© Los autores, 2002

© Edicions UPC, 2002Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, SLJordi Girona Salgado 31, 08034 BarcelonaTel.: 934 016 883 Fax: 934 015 885Edicions Virtuals: www.edicionsupc.esE-mail: [email protected]

Producción: Copistería Miracle, SLRector Ubach 6-10, 08021 Barcelona

Depósito legal: B-27730-2002ISBN: 84-8301-645-1ISBN Obra completa: 84-8301-646-X

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las san-ciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o pro-cedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares deella mediante alquiler o préstamo públicos.

Page 16: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������� �

�������

������������������� ��������� ������������������������������� ������ ���������������������������

�������� ������� �������������� ���������� ��� ��������!��������������� � "��#�$�� � ��������

"������������������#���� % ����������&������� ��'��(�����#������)������ )������� ��*����� ������

��� ����+

��������������������,--.$��/������ �&��������)��(�������� ��������������������� ��0������������

������������������������1��������� ����� ��)�����#������0��#������� $���� ��&��$�����2�������������$

������������� ����������)���� �� �������������������������2��������������������1��������������

� �������������!������ ���+

*������� �����������������������������)����� ���� ������2��������3������������� ����������������

2����������������!������������� �3�������� ������������1�����$� ���� ��������&�� ��������!������� ����

�������������$����2���������� $����������������������������������� ���+

������������������ ������������������2����������������$��� ������ ���$������ ���������)�������������

��������� �������&����������������� ����������������!��������������)����� ���������������� ���

�������� ����������������2�� ������������������������� �����+

����������������� ������ ����$������������������������$���� ����������� ��������������� �������

������������� �������������� ��������� ��� ���������� ����� ���)����� ������$������� ��������

��������� ��������3&������1�������������$�&�������������������������������� � ������������)�

������ ���� ����2�������������� ����3&������1���������������(�������$�� ���!�����������������������

�� ���32�����3����������� �������������� ���������������#������0�����3&������1�����$�&�����

���������� �������� ������#������0��#������� +

� ���!����������� ���� �����������2������������)��������� ���� �������������� ��0�������������

�1������ ��� ������ ��� �� ����� ���$� �� �������� �� ������������� ��� ��������� 2������� �������

�(�������+

� ����������0�� ������������������2 �()�������� �������2���������������0�$����������� ������������

����� ����� ��� �����0�� �� ��� 2 �!�� �����1���+� ����� �2�������)�� ��� ������ � ����� ������ �� ����

�������������� ���������������� ��������� ����������������2������������������0��&������ ������

����������� ��� ���������������������+������2��)��������3������ ��� ����� �&�������� �������� ��

�2���������3&����������2������������������0�������������� ������������(��� ���� ���������������� ��

�3&������1�������� ����� ����������3����������������� �������������������� ���� ���2������

�����1����������� ���+

Page 17: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.
Page 18: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

Indice 9

Indice

1 Transferencia de energía

1.1 Introducción .............................................................................................................................. 171.2 Análisis de la transformación de energía ................................................................................... 19

1.2.1 Tipos de acumulador ......................................................................................................... 201.2.2 Tipos de flujo de energía ................................................................................................... 211.2.3 Proceso de transformación ................................................................................................ 22

1.3 Fuentes de energía ..................................................................................................................... 241.3.1 Energía solar ....................................................................................................................... 241.3.2 Energía nuclear ................................................................................................................... 251.3.3 Interacción gravitatoria ...................................................................................................... 251.3.4 Energía geotérmica ............................................................................................................. 27

1.4 Transformadores de acumulador a flujo de energía (A/F) .......................................................... 271.4.1 Transformación de energía térmica a calor ........................................................................ 271.4.2 Transformación de energía química a calor ........................................................................ 301.4.3 Transformación de energía nuclear a calor ........................................................................ 331.4.4 Transformación de energía química a trabajo eléctrico ...................................................... 371.4.5 Transformación de energía dinámica a trabajo mecánico .................................................. 38

1.5 Transformadores de flujo ........................................................................................................... 401.5.1 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por máquina rotativa ................. 411.5.2 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por piezoelectricidad ................. 451.5.3 Transformación de radiación a calor .................................................................................. 461.5.4 Transformación de radiación a trabajo eléctrico ................................................................ 491.5.5 Transformación de calor a trabajo eléctrico ....................................................................... 501.5.6 Transformación de calor a trabajo mecánico ..................................................................... 56

1.6 El motor térmico. Integración de transformadores A/F y F/F ..................................................... 591.6.1 Motores endotérmicos frente a motores exotérmicos ........................................................ 591.6.2 Motores térmicos para generación con cogeneración ...................................................... 611.6.3 Motores térmicos para tracción con y sin eje de salida ..................................................... 62

2 Ciclos termodinámicos

2.1 Introducción .............................................................................................................................. 652.2 Análisis y caracterización de un ciclo termodinámico de trabajo .............................................. 67

2.2.1 Procesos de evolución ....................................................................................................... 67

Page 19: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

10 Máquinas térmicas motoras

2.2.2Diagramas P/V y T/S ........................................................................................................... 702.2.3 Presión media teórica ......................................................................................................... 72

2.3 Ciclos de referencia .................................................................................................................... 742.3.1 Ciclo de Carnot ................................................................................................................... 752.3.2 Ciclo de Lenoir ................................................................................................................... 782.3.3 Ciclo Otto ........................................................................................................................... 792.3.4 Ciclo Diesel ........................................................................................................................ 822.3.5 Ciclo mixto de Sabathé ....................................................................................................... 852.3.6 Ciclo Atkinson .................................................................................................................... 882.3.7 Ciclo Brayton ..................................................................................................................... 922.3.8 Ciclo Ericsson ..................................................................................................................... 952.3.9 Ciclo Stirling ....................................................................................................................... 97

2.4 Caracterización del ciclo teórico asociado a un mecanismo. Modelización numérica. ............... 99

3 El motor alternativo de combustión interna

3.1 Introducción ............................................................................................................................. 1073.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 112

3.2.1 Concepción de la fase cerrada ......................................................................................... 1203.2.2 Concepción de la fase abierta .......................................................................................... 1223.2.3 Tipología de refrigeración ................................................................................................ 1243.2.4 Arquitecturas policilíndricas ............................................................................................ 126

3.3 Parámetros característicos ........................................................................................................ 1313.3.1 Parámetros dimensionales ................................................................................................ 1313.3.2 Relaciones entre parámetros dimensionales .................................................................... 1333.3.3 Parámetros termodinámicos ............................................................................................. 1353.3.4 Características operativas del motor ................................................................................ 137

3.4 Fase Cerrada ............................................................................................................................. 1403.4.1 La combustión en los MEP .............................................................................................. 1413.4.2 Aportación de combustible en los MEP .......................................................................... 1483.4.3 Sistema de encendido en los MEP ................................................................................... 1553.4.4 La combustión de los MEC .............................................................................................. 1613.4.5 Aportación de combustible de los MEC .......................................................................... 1683.4.6 Comparación entre los MEP y los MEC ........................................................................... 177

3.5 Fase Abierta .............................................................................................................................. 1793.5.1 Renovación de la carga en motores de 4 tiempos ............................................................ 1843.5.2 Sobrealimentación ............................................................................................................ 1923.5.3 Renovación de la carga en motores de 2 tiempos ............................................................ 1993.5.4 Comparación entre motores de 4 y 2 tiempos .................................................................. 208

3.6 Sistemas auxiliares .................................................................................................................... 2093.6.1 Sistema de refrigeración ................................................................................................... 2103.6.2 Sistema de lubricación ..................................................................................................... 213

3.7 Prestaciones .............................................................................................................................. 2153.7.1 Curvas características ...................................................................................................... 2153.7.2 Regulación del par motor ................................................................................................. 219

3.8. Emisiones contaminantes ......................................................................................................... 220

Page 20: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

Indice 11

3.8.1 Generación de contaminantes .......................................................................................... 2203.8.2 Sistemas de reducción de contaminantes ........................................................................ 223

3.9 Combustibles para motores alternativos .................................................................................. 226

4 El motor Wankel

4.1 Introducción ............................................................................................................................. 2334.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 2354.3 Geometría del motor .................................................................................................................. 239

4.3.1 Descripción del estátor .................................................................................................... 2414.3.2 Descripción del rotor ....................................................................................................... 2434.3.3 Cilindrada ......................................................................................................................... 2454.3.4 Relación de compresión ................................................................................................... 2474.3.5 Velocidad tangencial y aceleración del rotor ................................................................... 247

4.4 Elementos del motor ................................................................................................................. 2494.4.1 Rotor ................................................................................................................................ 2494.4.2 Estátor .............................................................................................................................. 2504.4.3 Engranajes de transmisión ............................................................................................... 2534.4.4 Mecanismo de sellado ..................................................................................................... 255

4.5 Procesos y sistemas ................................................................................................................. 2574.5.1 Características de la combustión ..................................................................................... 2574.5.2 Equilibrado del rotor ........................................................................................................ 2594.5.3 Refrigeración del estátor .................................................................................................. 2604.5.4 Refrigeración del rotor ..................................................................................................... 2614.5.5 Sistema de distribución .................................................................................................... 2624.5.6 Sistema de lubricación ..................................................................................................... 2634.5.7 Encendido doble .............................................................................................................. 2644.5.8 Inyección de gasolina ...................................................................................................... 266

5 Motores de autopropulsión

5.1 Introducción ............................................................................................................................. 2675.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 270

5.2.1 Propulsión a reacción ....................................................................................................... 2715.2.2 Ecuación fundamental de la astronáutica ........................................................................ 273

5.3 Cámara de combustión ............................................................................................................. 2745.3.1 Concepción de la combustión .......................................................................................... 2755.3.2 Sistema de refrigeración ................................................................................................... 2765.3.3 Estudio termodinámico de la cámara ................................................................................ 277

5.4 Tobera ....................................................................................................................................... 2795.4.1 Perfil de la tobera ............................................................................................................. 2795.4.2 Tipos de toberas .............................................................................................................. 2815.4.3 Caracterización termodinámica de la tobera ..................................................................... 281

5.5 Motor químico .......................................................................................................................... 2855.5.1 Motor químico de combustible sólido ............................................................................. 2855.5.2 Motor químico de combustible líquido ............................................................................ 291

Page 21: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

12 Máquinas térmicas motoras

5.5.3 Comparación entre propelentes sólidos y líquidos .......................................................... 2945.5.4 Motor químico híbrido ..................................................................................................... 294

5.6 Propulsión nuclear .................................................................................................................... 2955.7 Propulsión eléctrica .................................................................................................................. 295

5.7.1 Motores eléctricos ........................................................................................................... 2955.7.2 Cohetes con sistema de aceleración eléctrico .................................................................. 295

5.8 El efecto Pogo ........................................................................................................................... 296

6 Turbina de gas

6.1 Introducción ............................................................................................................................. 2996.2 Tipos de turbinas de gas ........................................................................................................... 301

6.2.1 Tipo de ciclo termodinámico ............................................................................................ 3016.2.2 Aportación de energía al ciclo .......................................................................................... 3036.2.3 Disposiciones mecánicas ................................................................................................. 303

6.3 Ciclos para la obtención de potencia en una turbina de gas ..................................................... 3056.3.1 Ciclo de Brayton ............................................................................................................... 3056.3.2 Ciclo de Brayton regenerativo ......................................................................................... 3086.3.3 Ciclo con recalentamiento ................................................................................................ 3086.3.4 Ciclo con enfriamiento intermedio en la compresión ....................................................... 309

6.4 Compresor ................................................................................................................................. 3096.4.1 Compresor centrífugo ...................................................................................................... 3126.4.2 Compresor axial ................................................................................................................ 314

6.5 Cámara de combustión ............................................................................................................. 3206.5.1 Tipologías de cámaras de combustión ............................................................................ 3236.5.2 Estabilidad de llama en la cámara de combustión ............................................................ 3256.5.3 Intensidad de la combustión ............................................................................................ 3266.5.4 Aportación de combustible .............................................................................................. 3276.5.5 Sistemas de ignición ........................................................................................................ 3296.5.6 Arranque de la turbina de gas .......................................................................................... 329

6.6 Turbina ...................................................................................................................................... 3306.6.1 Turbinas de flujo radial .................................................................................................... 3316.6.2 Turbinas de flujo axial ...................................................................................................... 331

6.7 Turbinas de gas para la propulsión de aviones ........................................................................ 3366.7.1 El turborreactor ................................................................................................................ 3376.7.2 El turboventilador ............................................................................................................. 3386.7.3 El turbohélice o turboeje .................................................................................................. 3406.7.4 Influencia de la velocidad del avión ................................................................................ 3416.7.5 Inversores de empuje ....................................................................................................... 3446.7.6 Contaminación acústica ................................................................................................... 346

6.8 Regulación de la potencia ......................................................................................................... 3476.8.1 Unidades de un solo eje reguladas por la temperatura, a velocidad constante ............... 3476.8.2 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad, a temperatura cons ....

tante .................................................................................................................................. 3486.8.3 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad y la temperatura .... 3496.8.4 Regulación de unidades de dos ejes o eje partido ........................................................... 350

Page 22: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

Indice 13

7 Instalación de turbinas de vapor

7.1 Introducción ............................................................................................................................. 3537.2 Ciclos para la obtención de potencia en una instalación de turbinas de vapor ........................ 355

7.2.1 Propiedades del vapor ..................................................................................................... 3557.2.2 Ciclo de Rankine ideal ...................................................................................................... 3587.2.3 Ciclo de Rankine real, rendimiento isoentrópico .............................................................. 3597.2.4 Ciclo de Rankine con sobrecalentamiento ....................................................................... 3607.2.5 Ciclo de Rankine con recalentamiento intermedio ........................................................... 3627.2.6 Ciclo de Rankine con regeneración .................................................................................. 3637.2.7 Ciclo de Rankine supercrítico ........................................................................................... 364

7.3 Turbinas de vapor ..................................................................................................................... 3657.3.1 Descripción ...................................................................................................................... 3657.3.2 Tipologías de turbinas de vapor ...................................................................................... 3677.3.3 Principio de funcionamiento ............................................................................................ 3707.3.4 Materiales ......................................................................................................................... 382

7.4. Calderas .................................................................................................................................... 3827.4.1 Descripción ...................................................................................................................... 3827.4.2 Tipologías de calderas ..................................................................................................... 3847.4.3 Combustibles para calderas de vapor .............................................................................. 389

7.5 Condensador y bomba de presión ............................................................................................. 389

8 Motor Stirling

8.1 Introducción ............................................................................................................................. 3918.2 Funcionamiento del motor Stirling ........................................................................................... 3928.3 Ciclos termodinámicos ideales .................................................................................................. 395

8.3.1 Importancia de la evolución isotérmica respecto a la adiabática ..................................... 3968.3.2 Ciclo de Rallis ................................................................................................................... 3998.3.3 Ciclo Stirling ..................................................................................................................... 4058.3.4 Ciclo Ericsson ................................................................................................................... 4108.3.5 Ciclo mixto Stirling-Rallis ................................................................................................. 411

8.4 Análisis comparativo entre ciclos ............................................................................................. 4158.4.1 Análisis de la relación de compresión .............................................................................. 4158.4.2 Análisis del salto térmico ................................................................................................. 4188.4.3 Correlación entre variables .............................................................................................. 421

8.5 Influencias del mecanismo en el ciclo termodinámico .............................................................. 4218.6 Regenerador .............................................................................................................................. 423

8.6.1 Análisis de la regeneración .............................................................................................. 4238.6.2 Regenerador único ........................................................................................................... 4248.6.3 Regeneradores en serie .................................................................................................... 427

8.7 Elementos mecánicos ............................................................................................................... 4288.7.1 Tipologías de motores ..................................................................................................... 4288.7.2 Tipologías de arquitecturas ............................................................................................. 4298.7.3 Acoplamiento de los émbolos y extracción de potencia .................................................. 4338.7.4 Elementos de estanqueidad y lubricación ....................................................................... 436

Page 23: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

14 Máquinas térmicas motoras

8.7.5 Características de los elementos mecánicos .................................................................... 4378.8 Elementos térmicos ................................................................................................................... 437

8.8.1 Calentadores .................................................................................................................... 4418.8.2 Refrigeradores .................................................................................................................. 443

8.9 Fluidos de trabajo ..................................................................................................................... 4448.9.1 Fluidos de trabajo gaseosos ............................................................................................ 4448.9.2 Fluidos de trabajo líquidos .............................................................................................. 4518.9.3 Fluidos de trabajo con cambio de fase ............................................................................ 4528.9.4 Fluidos de trabajo químicamente reactivos ...................................................................... 454

8.10 Características de funcionamiento ........................................................................................... 4548.10.1 Curvas características .................................................................................................... 4548.10.2 Contaminación y ruido ................................................................................................... 460

8.11 Sistemas de control .................................................................................................................. 4618.11.1 Variación de la temperatura ............................................................................................ 4638.11.2 Variación de la presión media del fluido de trabajo ........................................................ 4638.11.3 Variación de la amplitud de la presión ............................................................................ 4658.11.4 Variación del ángulo de fase ........................................................................................... 4658.11.5 Variación de la carrera .................................................................................................... 465

9 Cogeneración

9.1 Introducción ............................................................................................................................. 4679.2 Tipologías de cogeneración ..................................................................................................... 469

9.2.1 Cogeneración con turbinas de gas .................................................................................. 4719.2.2 Cogeneración con turbinas de vapor ............................................................................... 4729.2.3 Cogeneración con motores alternativos de combustión interna ..................................... 4739.2.4 Cogeneración mediante ciclos combinados ..................................................................... 4749.2.5 Otras tecnologías de cogeneración .................................................................................. 4759.2.6 Campos de aplicación ...................................................................................................... 475

9.3 Caracterización y evaluación de instalaciones de cogeneración ............................................. 4769.3.1 Rendimientos ................................................................................................................... 4769.3.2 Coeficientes para caracterizar las instalaciones de cogeneración ................................... 4789.3.3 Ahorro de combustible .................................................................................................... 479

9.4 Instalaciones de generación de potencia mediante ciclos combinados ................................... 4809.4.1 Caracterización del ciclo combinado ................................................................................ 4809.4.2 Análisis termodinámico .................................................................................................... 482

9.5 Aspectos económicos de la cogeneración ............................................................................... 4859.5.1 Asignación de costes ....................................................................................................... 4859.5.2 Ahorro económico ............................................................................................................ 4869.5.3 Estudios de viabilidad ...................................................................................................... 486

9.6 Evaluación de las distintas posibilidades de cogeneración en un caso real ............................ 4879.6.1 Características de la instalación sin cogeneración .......................................................... 4879.6.2 Aspectos previos a considerar ........................................................................................ 4909.6.3 Alternativa 1: Ciclo combinado con turbina de vapor ..................................................... 4919.6.4 Alternativa 2: Ciclo combinado con turbina de vapor y turbina de gas .......................... 4979.6.5 Alternativa 3: Ciclo combinado con turbina de gas ......................................................... 500

Page 24: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

Indice 15

9.6.6 Alternativa 4: Ciclo combinado con turbina de gas y turbina de vapor y generación de frío por absorción (trigeneración) ........................................................................................... 502

9.6.7 Comparación de las diferentes alternativas ..................................................................... 507

10 Pilas de combustible

10.1 Introducción ............................................................................................................................. 50910.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 510

10.2.1 Electrodos ...................................................................................................................... 51210.2.2 Membrana-Electrolito ..................................................................................................... 51210.2.3 Capa de apoyo ................................................................................................................ 512

10.3 Prestaciones ............................................................................................................................. 51210.3.1 Cálculo de prestaciones ideales ..................................................................................... 51310.3.2 Cálculo de las pérdidas .................................................................................................. 51410.3.3 Variables en el comportamiento de una pila de combustible .......................................... 51610.3.4 Rendimiento ................................................................................................................... 517

10.4 Tipos de pilas de combustibles ................................................................................................ 51810.4.1 Pilas alcalinas (AFC) ...................................................................................................... 51910.4.2 Pilas de membrana polimérica (PEM) ............................................................................. 52110.4.3 Pilas de ácido fosfórico (PAFC) ..................................................................................... 52310.4.4 Pilas de carbonato fundido (MCFC) .............................................................................. 52610.4.5 Pilas de óxido sólido (SOFC) .......................................................................................... 52710.4.6 Comparación de los tipos de pilas de combustible ........................................................ 528

10.5 Combustibles ............................................................................................................................ 529

Bibliografía ........................................................................................................................... 531

Page 25: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������

���� ������� ��

��������������� �� ��������������������������������������������� �������������������� ������������������������ ����������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������� ����� ��� !!!!���������� ������������������� ������������������������������������� � ������������������"���������������� ������������� �������������������� ������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������

#��� ��������������������� �� �$������������� ��������� ��������� %

&��'��������������� � &����������������������������

'��������������� � �� ������������ �������������������� ������� ��� ������$������������ �������� ���������$��������� ��������������������������$��������������� ������������������������ ������ ����(��� ������� � ���������� ����� �� ����������$����������������� ����������������� ������ ��� �

���������������������������� ����� ��������$������������)���������$���������������������������� ��$����������������(��� ������� � ���������������������������� ���

'���������������������������� � ����������������������� �� ���������� ������������������� ������� � ������� ����������� ��������� �� ������� ��������� �� �������� ����������� ������������*+,������������ ��$(�� �

�� ������� ����� �������� ������������ ������������� �����������������������������"��������� ��������� ��������� �-������.�/0�������� ������� ������� ����� �������� ������������������������������������������ ��������������������� ������� �������� �������� � �������� �������� �������� ������ ��� ����� ��� ����� ������������������������������������������������ ��������"��������������� ���������������� ������ ��������������� ��� ��������������������� ����������������� ���������������������������������������������������������� ������ ����������������

Page 26: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������������� ������������� �������������������� ������( ����������� ��������������� �������������������������������������� � ���� ������������������������������������������������ �������������������������������������� ������������������������ ���� �����

�� ���"���� ����������������� � ������������������ ���� ����� ����������� ����������������������������������� ������������� � ��� ����� ����������� ������������������������� ��������� � ������ �������������� ����� ������������ ��������������� ��������� ����������������������������������������������������������������������������� ���

������������� �������������������

����������������������������������� ��������������/12/�3����4���������������� ��� ����������/2!!������ ����� ��������������������������� ���������������������������������� ��������5���������6���������������� ��� ����� ������� ������������������� �������������������� � �����"��� ������5���7�8���������������������/292� ����� ����� ������������������������������ ��������������������� ��������������$��:��/1;����������������������� ��������������������������������� ������������������������"�����������

#����������6������<������=����� ����� ����������������� ������� ����� ��������������� ��������������������������������������� ������������������������ ��� ������� ������� �����������

Page 27: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����� �������������������������������������� ����#��������������������� ������������ ������� ������� ������������ �������������� ���������� ������������ ������� ������������������������������������� �������������������������������������� ���

#� ���� ���� ��� �������������� ������������������� �� ������� ��������� ���������������� �������� �� ������ ��� ������������ �� ��� �������� �������� � �� ������� � ����� ���� � ���������� �� ���������� ����������6������������������� ���� ������ ����������������"��� ������� ���������������� ���������� ��������� �������������������������������� �>�����������������>������������������������� �� �������� �������������������� ����� ������������������������������ ��� �����

���� �� ����� ���� ���������

'( �����)����� ������� ������ ����������� ������� ����� ���� ��$ ���������� ����� ������ � ��%

&��?����������������$���&��=����������������������"�&��# �� ���� ����$��� &��?������������������������������

������������������ �����������

'�������������$������������������������������ ����� ��� ����������������������.�9�������������� ��������� ���������������������������������������������$���%

���@���������������������� ������ �����&��@������������������������������ �����

�������������� ����������������������"������� ������ ������ �������� �������$ ������������������ �-������ �����$������������ ������������0��� ��������������4��������'��� �������������������������� � �� ���� ���������������)���������� ��������������������������' ��� �� ����� ����$ ���������������������������������������� ����������������� ���������� �����������������������$���� ������������ ���������� ��$(�� ��������$ ������� ������� ���� ���� ������� ������ ����������� ������������� ������� �� ��������������

��������������������������������������������� ������ ��������������:���A������� ������������������������$ �������������� �������������� ����������$ ����������6�������������� ������ ������� ���� � ��������� ��� ����� ��� �� ��� �������� ��� ��� ������� ������� ��� ����� ���� ��� ���� ������� �������������������"�������� �������������������� �������������� ����������������$��������� ���������� �

@��$ ������������� �������� ������ ��������������������������������$����� ����� ������� ���������� ������� ��������� ������' ���������� ���������������������� �$������ � ������ ������� ������ ������ ��������� ��������������������� ������� ����� �������� �

Page 28: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

������������������������������ ����

'������������������������������� ����������������������������� %

���?����� ��������������&��?����� ��������������

�������������������������� ����������������������� �����������������������������"������������������������������� ����������������������� ������������������ ��������� ���������(��������������������������������������

'���� ������� ������������������������������������� ��� ���������������������.�*������ ������������������� ������������������������� ��������������������������� ��$���������������������������� ��������������� ���������������������������������� ���������' ������������������������ ���������� ��� ��� ��������� ��� � ���� ���������������������������������������� ����������� �� � ������������������������������ �������(������

������������� ������������� ���

'���� ������� �����������������������(������������� ����� ����������������.�9������������������������ ������������������������������ �����������������'����������������������������������������������������� ���������������� ��������������"������ �������������������������� ��������$�����������������(������������$��� �������������������������������������������� �����������������

�� ����������� ������������� �������� ����������������������� ��������������������������������������� ��� ���� ��� � �������������� ���������������� ���������� �� � ������� ������������� �����������������

' ��������������� ���� ���������� ������������������������������������ ���������������� ������������������ ��� � ����������� ��������������� ����������������� �$���� ��������������B���������������������� ���� ������������������ �������������(��������

Compresor Turbina

Wnet

EscapeAdmisión

QH

Page 29: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������������ ������������������

����������������������������

'( ��������� �������� ����� ��������$ �������������������� �-������ �����$������������� ���������������(��� ��0���� ������ ������������������������ ����������� ������������ ������������������� ��'���� ���������� ������ � ��������� �� ���� ����$��� ����� ��� ���� ����� ��������� ��� ����� ������� �����$�������������������������B���������� ������������ ���������� �������������������������������������������������������������� ��������������������������������� ����������������������������������������� �������� ��� � ���� �������������� �������������� �����������'���� ���������� ��� ����� ������ ������������������������������������ � ����� � �����������$����� �( �����)����� � �� ���� �� �� � "� ���������� �� ��� ������� ���������������������������������������������������������� %

&��?����� ������ ��������&��?����� ����������������������������������������������� � � ������������� ���

�� ������� ������ ����������������������.� �� ��������� ����� ������ ����� ����������������� ������������������������� �����������$�������� ���������������� ��$�������������������������������������������$����������$��������������������' �������������������������������������������������� �������������������������������������� ��������� ���������������������$��������������������������

������������ ���������������������������� ���

Wnet

Compresor Turbina

QL

QH

Carga

Admisión

Cámara decombustión

Compresor Turbina

Escape

Q

Page 30: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�� ������� ��������������������-5���.�+0����� ��������� ����� ������ ����� �������� ������������� �������������� ��� ����� ������������������� ������ �$��������������������� ������ ����� ������� ��$���� �������� ���������������������� �����������(�����$���������������� ����������������������� ����������������� ���������������������������������������������(��� ����������$���������� ������ ��� � ���������������������)����������������������� ���$�������������������������������������������������� � �

������������ ������������������� ������������������������������������� ���!

��������������������� ����� ��$ ��������������������� ����������������������� ����������@�������������(��� �������������������������� � � ��������������������� ������������ ��������������� ��� � ����������� ����$ ��������������������������������� �������������� ������������ �������������$�����������������������������

' ������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� � �������������������������������������������������� ����� ���������

4����� ������������� ������������ ������� �������� ������������ ������������������������ ������������������������������� ��� � ���� ���������� ���������������� ����������������������������������� ����������������� ����������������������������������� ���

����������� �� ���������������������� � ����������� �� �����-�������������������������� �������������������������.�+0������������������������������ � ������������ ���������� ��������������������������������������� ��������������� �������� ����������.�.����������������������������� � �� ���"�������������� ����$ ������� ��� ��������������� �� ������ ����$ ������ �-�������� ����� ������� ��� ���������������� ���������������������������������������0�

Cámara decombustión

Compresor Turbina Turbina de potencia

EscapeAdmisión

Carga

Q

Page 31: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.
Page 32: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�������"�#����� ���$%���&$'�������������(����

�������)�*�����������!+�������!���������� ����������

T

s

2i

1i�1r

3i

4i

p2i

p1i

p 2r 4r

3r

2r

���'(��������������������� ������ ������- &/0�

( )41 �����

−×= �������������������������������������������������������������������-.� 0

p

V

Q H

W C

2

1

3

4

Q L

W T

s=cte

s=cte

T

s

QH

W C

2

1

3

4

QL

W T

p=cte

p=cte

Page 33: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����(��� ������������������������������� ������������������������������������� ���-+���.0%

�������

−−=−==�

����

��

�1

2

1 111η

��������������������������������������������������������-.�+0

� ��������� −= ����������������������������������������������������������������������������������������-.�.0

��������������( )

=

12

1

3γγ

��������

��������������������������������������������������������������������������������������-.�10

#������ � � ��� �������� �� ������ � � ���"��� � �� ��� ����� �������� ��� ������ �� ��� � ��� ��������������� ���-B�$(>B�"�0��'����� ��������������������������������������������� �-������.�10%

&�@�������������������������� ������������( ����������������������� ���������������(���������������

&�@�����������������������$(����������&�6����������������������������������������� ���&�@�������������������������� �� ���"��� ���������������

'������������ ��������������������������$�������������� � ������ �� ����� %

&��� ������ � ��������� ������(��� ������ �������� ��� ������$��� �&�@����������������� �������������� ������ ������&�B��� ������������ ���������������������

?�� � � �� � ������ ���� � ������ ����� ��� ���������� '�� ����� �� ������ ���� �� �� ���������� � ������������������������������������� ������������������������������ ���������������������������������������������� ����������� ������������������� ���� ��������� ����� ������� ������������������ ��� ������������� �������

'������� ��������������� ������������������������(��� ����������������� ��������������������� �����

6�������������������$ �����������������$�������������������� � ������� ��������� ���� �������� ������������������ ���(������

Page 34: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������� ���������������������

�������$ ������ ���������������������$ ���� ������������������������� ��� � ��� ��������������������������������������������� ���������������$��������$������������ ����-5���.�20��'������� �� ����������������������������������������������� ��� � ��� �������������������� ��� ������������ �������� �*!!CD����$ �������������� ������������������������������������������������$� ��� ������� �� ������������ B�� ����� ����� �������� �������� ��� �������� ��� ��� ���� ������ ������������������������������������������������������������������ ����������������������� ��������� ����� ����������������������������������� ���������

�������,����� ���������������������������

���������� �������� ���������

'����������������������������� �������������(��� ���������� ������ ����������������������� ��� � �� �������������������$(��������������� ����������������(��� ���-5���.�/!0��6���������������������� �������� ������������� ���"������������������ ������������������� ���� ���� ���������� ����� ��������������� �������������

��������-�*��������������� ���

T

ss1 s4as2’’ s3 s4’’s3a s4

2i

22’’

2’p2

3

T4

1

p1

pa 4’’ 4i

44a

3a

Recal

.

C.C.

Compresor

TurbinaWnet

Escape

Regenerador

Admisión

QH

Page 35: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���������� ������ ��������������������� �����������

D���� ��������������������������������������������� ��� ���������������������� ����������- �������� ������ ��������� ��0�� ����������������������� ����������������� ����������������� ����������������������������������

'�������� ����� �� �������� �� �������������� ������� ����$ ������ ��� ��������� ���� ����������������������(����� ��'������� ������� ��������� ������"������������� ��������������������� ���������� ���� ��$ ��������� �������������������

?������� ������������������������ ��������������������������������������������������������������� ����� ����������������.�//�

������������� ����������������.��� �������������� �������� ����

���� ��������

'�������� ���� ��������������������������������������������������������$������������ �����'���������� �� �� ����������������������������������������������� �� �������� �������"� �������� ��� %

&��D����� ��� ���������������������"���� &��D����� ��� ����������(��

B������������������������� ����� ����$����� ��$ ���������� ����������������� �� ��������������������������������������� ��������������������������������������������������� ������ ����� ���������" ��� ����� ������� ��� ������������� ��������� ����$����� ��� ���� ������ ����������� ��������������� ����$ ���������������������������

'���� ������ �.�/*���.�/9� ���� �������� �������� ��$ �� �������� �� �� ���� ��������� ��� ��� ������������������������� ���� ��������������� ����������������������������������� ����� ���� ��������������� ����(����� �����������������2!E������������� ��������"�����

Calentador

Refrigerador

Comp. 1 Comp. 2 Turb. 1 Turb. 2

C.C.

Wnet

QHQL

Page 36: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������* ����������/.��

�� ������� ����� � ����� ����������������� ��� ������"���� ���(��� �������������������������$ ������ ����������(��� ���� �������������� ��������

�������� ������� ������ ��� ��� ��"�� ����������� ����$(��� �������� ���� �������$���������������������� �������������������)������������ ����������������� ����������� �������� ��������� �� �$�� �������������� ����������������������������������������������������� �������������� ������������������� ����������������������������������������� ��� ��������������� ���������������������������B���� ������������ ������� ��� � ����� ����������� � ������ �������������������� � ����������������������������������� ��������������������������� ���

'��������������� ������ ��������������������������� ������������� ������������������� �$� ����������������"������ ������ ������� ��� ������ ��������"���� � ���� ������������������ ���������������������������������������� �������������� ����������������������"�������������������������������������������������������' ��������"������������� �������������������������� ����� ������������ �����������������' �������������������������������������� ������� �������������� ��� ��������� ������ ��������� �������� ������ ������������������������� ������������������������������������������������� ������������� � ������ ���� �������� �� ��

@��������������������� ����(����������������������������������� ������ �������������� � ������ ���������������"���������������������� �����$���������������.�9�*������������������������������������ ������������������������� �������������������������� ��������������� �������������������� � � ����� �

����������* �������0���

Estátor

EjeRótor

Estátor

Eje

Rótor

Page 37: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���D�������" ��� ����� ������� ��� ������"���� �-������.�/*0%

&����������� ����$(������������������ ������������� ���/%9���/%+������ ������� ����������������������� ���� ��/%/�+���/%*�+�

&��6���������������� ������� �����������!�/���;!������ ��)��� ����������� �����&��6������������������ ��������� ���������� �-���������������� ���� ����������� 0��������/%/!���/%/*�

���D�������" ��� ����� ������� ��� ��(��� �-������.�/90%

&���������� ����$(������������������ ������������� ���/%/�+���/%*�+��������������������� �� ��������� �������/%/�!+���/%/�*��

&�'��������� ������������ �+����� �*;!�������� ��)��� ����������� ������&�6���������������� ��������� ���������� ��������� ������������������ �������������/%.���/%;����������� ������ ��� �(��������� ���� ���������������� � ������ �� ��������������������������� ��������� ���������� �������� ������� �� ������� ���/%9!�

�� �������� ���������� ��������"������� ����������(��� ���� �������������������������������$������� ���������������������������������� �� ���������������$ ������������� ��� �������������� �������� �������� ������� ������� ������������� ���������������� ��������� ������������������ �� ������ ������� �������-����������������0��������������������������������������������������� ��������� ��������� �������������������������������������� ������������ �������$ ����������������������������������������������������������

�� �������� ���������� ����(����� ��������������"����� ��%������������������� ���������-������������������ ���0�����������$������������������� ��������"��������������������� ��������������$�������������������������� ���������������������� ���������������������������� �����$���� �������������%���� ��������� ��������� ������� ������� �������������������� ��� �������������������������������

'������������������������������ ���� �������������������� ����������'������� ������������� ��� ������������������������ �� ������ �� ����$�������� ����������� ��������������� ������� �����'������� ������� ����������� ������ �� ���������

'������� ���������� ����������������������� ������������������� �����$����������'���������� ���������� ����� ������������������������������������������������ ������ � ������������� ���

=���������������$���� ���������������(��� ���.�;����������������������������� �������� �����������(��������� ����������������"����%

���12

12

12

12

��

��

��

��

����

�����

����

�����

−−=

−−=η ������������������������������������������������������������-.�;0

B���� ������������� ��������������������������������������������������� �������� ��$��$ ������������������ ���������������������� ������

Page 38: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������������������� !�

'����������� ��������"�������������������� �������� �������������������� ��������������������������������B���� ��������������������������� ��� ����������� �� �������������(����� �� �' �$������������-5���.�/ 0%

&������������������������� ����������������������� ���-�����0&������� ����������������-� �$���0

'���������������������� ����������������������������'������� ���������������������� ��������� �������� ���������������������������������� ����� ���� �$������������ ������������������ ����� ����"�����'�������������� ������������������������� ��������������� ��������(�������������������+!,���������������������� ��������������������������� ���

�������������

�����������'������12������!������������� �����������3�!

���������������$ ������� ���������$������� �������� ������������������������ "�����$(���� ����$ ����� ���������������� �������$ ����������� ���� ��$������������������������������������������������ ����������������� �������������������������������� ������������ ������������� ����������� �������������-5���.�/+0�

'�����������.�/.� ���� ����������������"������������������������������ ��������"�������������� ��������������������������'���� ��� � � � �������������� ����$ ����������� ������� ������������������� �������� ������������� ����6� ���� ���������������� ���������������������������� ���� ��$(���-������4��������$���������5���/.0������������������������������������ ����$ ������������������ ��� �� ���������6� �����������������$ ������ ����$ ��������������������$��������-������'0������������������������������ ��� ���������������������� ������������� �������$�������-������D0��#������ ����� ���������������������������������������������������������� ��� ��$����������������������������� ��������������� ����������������������������

Page 39: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������� � ������������ ���������������� ����

'������������������������������������� �����������������������F� ������������������������������������������������� ���������������������������� ����� ������������������ ��������� ����$ ���������$��������� ����$������� �������� ������������� ���-������#0��'������ �� ������ ����������� ��� ���������� ���-�������� ���0����� ���������� �������������������������������$������������� ������������������������������-������@0��'���������������������� �������������������������� ��������� ��������� ��� ����$���$ ���������

����������*������������������� ������������

Rel

ació

nde

com

pres

ión

Curva de velocidadconstante

Gasto másico

A

B

C

D

E

Page 40: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

6� ��� �$��� ��������������������� ����� ��� ����� ����� ����$ ��� ������ ����� ��� ������������ ��� �� ������$�� �� ���� ������� ������ ���� � ������� ���� ��� ��� ��� �( ������ � ��� � �� � ����������� ������������������� ���������� ���

����� ���������"��

'����������� ����(������������������� �����������������������$������������������������������ ���� �$��������$ ��������������� ������ ����� � �$����� ���� ������� � ����� ��'�� ������ �� ��� � �$���� � �$������� �������������������$���� �-��� �������� �$������ ����� ������������ ����� �0������������������������� �$������������������������$���� ����������� ���� ���������������$���� ���� ����� �$������ �$���� � �������� ������� ������$��� ������ ��������"� � ����������$ ����� ������� � ������ �����������������������'�����������.�/1� ��������� ���������� �������������������� ����(������������������$�����

'��������������������� ���������������������������������������� ������������� �����������������������"���������������������������������� ����@�� �������$���������� ��� �� ������ � ���������� ������������� ��������� ��������� ��'���)��������� ��� ������ �� �$�����������������������)������������������� ������������������� ��(����� ����� �$���� ������������ ������������� ���������$�� ���������������������"�����������������������"�������������������������������������� ���B���� �� ������������������ ������������������� ������� ����$ ������ �������� ������ ������������������� � ���� ��������������������������� ������ ������� ���������������� ������� �� ����������� ��� ������������ ��������� ������� ���/%9!�

��������"��4������� �������0������������ ������������������

Page 41: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'���� �$���� �������� �������������� ����������-5���.�/10��� ��������������������������������������� ������� ��$�����������������"������������ ������������������� ����������������� ����6��������������������������������� �$���� ���� ����� �$����-5���.�/;0�������$���������"������������������ ������� �������������������������� ����������������������� �������� ��������� ��������� �$���� ��� ������ �������������������������$���������������������������� ����'��� �$������������� ��������"������������������� �������-5���.�/20��@���� �������� �$���������)���������������������������$���� �� �������� ���������������������������������(����'��������������� ���������� ������ ���������������������� ����� ������������������

��������)��5��������� �������0������������ ������������������

��������,��6�� ������������������������ �������0������������ ������������������

Page 42: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�����������.�*!� ��������� ������������������������������� ���������������������������������������������������������� ������ ���

'������������� ����� ������������� ��������� ����$������������������� ��� ������������ ���-���������������������������0�����������������������������$����������'������������������������������������������������ �������������������(��������� �������� ����������������������������� �������$����������������������������$�����

��������-�'�������������������������.��������������������� �������0���

V relativa al álabeV total de entrada

V de arrastre

Sentido de girodel motor

Álabes del rotor

V relativa al álabe V salida del rotor

V de arrastre

Álabes del estátor

V total de salida

Diagrama de velocidadesen el rotor

V de arrastre

Page 43: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����������������� ������������� �������� ���������������������������(����������������������� ���� ������������$��������������������� �� ���������$������������������� �������� ���� �����$���������� ��������������������� ���������$�����

@���� ������������������������������������� ����������������(���� ����������������� �������������������������������������������������-���������������������������0���������� ��$ �������������������������� ������������ ����������������

@���� �������� ��������������� ��������������������(������������������������������G������������������ ������������������������������������������ �������������������� ���

'������������������ �������������������������������������"������� ���� �$����������� ������������������������������"������� ���� �$������� ������������ ���������(��� ���.�2���� ���������������������� �������� ���� ��� ���������������������������������� ���-/0������� �������������-*0�������� �������� �����������������-90�

13

12

��

��

−−=σ ������������������������������������������������������������������������-.�20

D������������������������ ���!�+� �� ��������������������������������������������������� �$������������������������������������������������� ���������������������������������� ����� ���

'�������$���������� ������� ����������� �� �������������� ���!�+������ ������������������� ������� ��@��� ����������������!�+� ������������������� ���������������������������� �������� ���������� ��������������� ����������������������������������$ ����B������� �������� ������������������������������������������������������������������"�����$����������������� �� �������

#������������������������������������� ��������� ����������� ������� ��� ����� ����� ������������� ������� ������������ �������������@ "����� �������� ��(�� �� ������������ ������� � $���� ������� ��� ��������������� ������ ��� ����������������� ������ ���������������� �� ������� ����� ����� �� ������� ����� �� � ������������ �������� ������������������ � -��� ��������)���� ���=������!�10��B����������� ������� ���� ������ ����� ����������������������� ��������������������������� ������������������������������������� ������������������������������������������ � -� ��� ���������)���� ���=���� ����� ���!�;+� 0��' ��� ���� ����� � ������������ ������������ �����������������������������������������

F��� ����������� ����������������������������� ��������� ������ ��� ��������� ����� �������� ������������� ������������������������������������������������������� ������������������� ����������������������������������������������������������� ��������������������� ������������������� ��������������������"������������������������������� ����������������$(�������������������������� ���������������� ����������������������������������

'�����������.�*/� ����������������������������������������� ����(����"�����'������������� ��� � � �� ���������� ����$ �������������� ����� ��������������$ ���������������� ��������������� �����

Page 44: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����� ������� ������� ����������������� ��� ������"������������� �����"���������������������������� ��� ������ ��� �� �� ��� ������� �� ���� ��� �� � �� ������ � �����$��� � ����� ��������������������������������� ���

�� ������ ����������� � �������� �������� ������������������ ���� ���� �������� ����������(��� ��������,�����������$(������� ������� ����� ������ ����������� ������"�������������� ������������� � � ����������������������$ ������������ ����� ������ ���������� ������ ���������� ������������� ��������������������������� ���(��� �����,��� �������������������� ����

6��������� ����������������������������������������������������������� ������������������ ������������������������ ��G�������������������� ���������������� ���������������������������������������������������������� ���������������������� ��� �

������������������.������ ����������� �������0���

4$ ���������( ����� ������ ��������������������������������� �������������� ����(�������� ��%

&��D������������������������������������&��D�������������� ������� �$���� ����� �$���

Rel

aci

ónde

com

pres

ión

Gasto másico

Línea de carga

ηc =80%

ηc = 90%3.5

30.0

2.5

3.0

35.0 40.0

70%

6.0

4.0

4.5

5.0

5.5

ηc = 92%

80%

45.0 50.0

ηc = 70%

ηc = 60%

55.0

N/(θ)½�=�100% ��diseño

90%

Page 45: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@�������������������������������������� ����(���� ���� ����������������������� ������������$(������ �������������������� ����� �������� ��������������������������������������������������������� �������������������

����������%��� �� ��7������������������7�� ����������������� �����

'������� ������ ��������������������������$ ���� ������������������������������������������� ������� ����������$�������"���������� ������������������������ ��������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������ ������������� ����� ���� ����������������������

'������� ��� � � �� ��������� �$���� ����� ��������� ����� �-5���.�**0��� ���������������������$��������� �� ���� ��$�����)������������������������������������������������� ������������������������������ �����������@�����������$���������$����������������������� ������ ������� ��������������������� ������������������������� ������������� ��������� �����"������������������

#��� ���������������� �$���� ����� ��������� ����� ��������������������������� ��������������� "������ � �� ����� ����� ���������������� ������������� ������������������ ��� �������� ���� ��������@�����������������������������������������$���������� �$���� ���������������������������������$ ����������������������������� ��������� ������������� ��������������������������������������������

Page 46: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�����������.�*9� ����� ���������������������������������������������������������������������$���������� ������ ����� �$�����'���� ��� � � � �� ���������� ����$ ����������� ������� � ������������������ ������ ������ ����������� ��������������������������.�*/������� �������� ������ �������������� ��������� ������ ������������������� ����� ���������� ������������������������������ ����������$���������� ������ ����� �$������� ������

����������8�7.������.������ �������� �������0�������7�� �������� ���

���� ���������������� ��

��� ����� ���� � � ��� ������ ��� � ����� �� ��� ���� �� ������� ������ ��� ����� ������$���� ����� ����� ����������� ������ �����������������������

#���������� � �������������������������������������������� ���� ���������$��������(������������������������������� �������������'���������� �����(������� ����� ������������������������������������� ��������� ������� "�� ��$ � ������������������������������� ���������� ���� ������������������� ������������������������ ������������ ����������������������������������"��������� ������������� ��������������������������� ������� ����� ����������� ���������������� ����������������������������������������������B������ �����������$������������ ���������

120

100

20

40

80

60

40 60 10080

.94.96

.90

.80

.85

a=25º

35º.99

.98

120

140

45º

55º67º

140

79º

η/η0

η/η0 = cte a=

cte

Rel

ació

nde

com

pres

ión

G

línea lim

ite

asto másico

Page 47: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����������������������������� ����������������������������������� ������)������������ ������������������������

'����������������������$ ����)��� ��������� ���������������������������������������������� ��$����������������������������������� ����� ���������������� ������� ���������������������� ���'�������������� �����������������$������������ ��������� ������������������������ �������� ���� �"�������� �� ����������� ������������� ������������������ ���� � � ������������ ���������������������� ���������������������

�� �������� �������������� ����� ��������� ����������� ������������������������������("�������������� ����������(�����������������(��������������������F��� �������� �������������� ��������������������("��������������� �������������������������������� ��������������� ��� ������������ ������� ���� ������������� �����������������(� ��������������������� ����������$�������� ������������������������ ������� ����������� �������� �������������������� ���� ��� ��������������� ��$���� �������� �������� ������� ����� � ���������� �

��� ����� ���� ���� �� ������� ��� ���� ������� �� �� � ������ � � ���� �(�� �� �� ����� ��� ���� ���� ������ ������������� ��������������������������� �����������"��� � ���� �� ����������������������������������� �� ������������������� ��������� ���������������������������� ���������������������������� ��� � ����������� ����������������� �*!!!CD������������������� ���������������� $���� ������������������������� ����������������������������������� ����

B��� ��� �������� ��� ����� ���� ��� ����� �� �������� ��� ��� ����� ����� �� ��� ���� ���������������������������������������� ������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������B�����������������(�� ������������������������������������������������������������������������(������������������(�� �������������������������������� ������(��������������������� �������������������������������������� �������(� ���������������������(�� �����("������6����������� ��������� ���.!7����������������7��������� ����������������������� ��� � ����� �/!!�7���������������������������������������� ������������������� ������ ���� ��������� �� ���������������������� �/+���/1�7�����������/�7��������� �����

' �� ����� ����������� ��������� �������������� ��������������������������� ���� ������������������������������� � �������������������������� ������������������������������������&����� ��������� ��"��� ������������������������������ ��� ����$������������ ��������������������������������������� ����������������������������� ��������� ����������������$�� �������������������������������������$�����

D�������������������� � ������������������� ��$���� ����������������������� �� ���� �$������� ���������������������� ��������������$��������������������� �����������������������������������

�����$������������ ���������� ���������� � ������ ����� �� ������� ����������������������������� ����������������22,������������� ��� �������������������2+,���������� �� ��� ���������������������������������6�������������������������������� �������������������������������������������$��������������������"������������������� ��������������� ������������������ ������������ ������������������$����������������������������������������

Page 48: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

?������� ����� ������������������ ����"������� �������������� �������������������$������������������ �� �������� �� ����������� ,���� �������������� ����� �������� ������ ����������-�������������/!,0����� ���������� ��������� ��� ��������� ��� ���� ����������������������� ��� ���������� ������������������������������������������������ �������� ������������������� ���������� �� �� � ���������� �� �� �� ��� �������� �� ��� ������������� ���� ���������$� ��� ��� ������ �������������� ��

@��$ ������� ������� ��� �������$������������ ��������� �������� ��� ������������������������������������������� ��� ����� ����� �������� ��'����������������$ ������$����������� ��������� �����������������������������������������������$�������������B���������� ��� �� ��(����� ������������� ��������$������������� �������$ ��������������������� �/!!!!����� �D����������� ������� ����� ���������$ ��"��� ��$��������������� �� �� ����� �� �

?������� ����� ����������������������������������������� ����������$������������ ��������������������������������������������������� ���������"���� � ������� �$���� �������������������� ��������������� ����� ��� ����������

B���)�������������������� ����$����� ����������$ ����� ��������������������� ������� ������ ���� ������ �������� ����������������������� ��'��������� ������������� ��� �������������� ������� � ������������ ���������

�� ��$���� �������� ���� ������������������������������������������� ��� � ������������������ ������� �$�������� ���������������������� ���������������������������������������� ����������������������������������������� ���������������� ������������������� �����������$��������� �$���������������������������������������������������������� ������������������������������ ������ �������������������� ����

���������������� ������������������� ���������������� ������������������ �������������������6�������������������� ��������������������� ������������������������� ���������������������������������������������������������� ������������������������������� ��$(�� �������� ���*!!!CD����������������������� ��������������������������������������� ��(� �������������B��������������� � �������������� ��������������������9!,�������� ���������(�����������������$ ���������������������������� �����' ����"����� ��������������"������������������� ����������� ����������� ������������$�������������������� ������������������������ ��� ������������������������ ����������������� �������B������������������������������������������� �����������������������$������� ����������� ������������������� �

�������� ��������� ������������������������������� ��� � �������� �������������������(�� �������� ������������������������� �������������������������������������������������� ��� � ������������� �� �$���� ��� ��� ��������6�������������� �����������������������(�������/+!,���������� �������������:�������������������������� ������"�����������������������"���� �������� �������$ ��������������������������

'������������������� ���������������� ������������� ��������������������������������������(������ !!,����������� �����������������������$���������� ���������������������������������������� ��� � ��� ������ ��������� � ��������� ������ �$���� ��������������������������� �/!!!CD��#���

Page 49: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������� ������������������������� ������������ ��������� ����� � �������� ������� ���������"������ "��� ���������������������������������������

B���)������������������� ����� ����������� ����� ��� � ��� �������������� ������� �������������������������

��������������������� ��� ���������������������������������������������� ������ �����������$�����'������� ����� �"��������$��������� ������ ��� ��������������� ������� ��$����� ����������������������� ����� ��������� ������ ��� ���������������������� ���������������� ������������ ����������� ����� ���� �������� ����������$�������������������������������������� ������� ��� ���������� ������������������������������������:��������������������������� ���@������������� ����������������������������������� � ��������������� �������� ��� � ������������������ ���������������

��#������� �������������������$!�����

'( ������� � ���� ����$���� �������� ����������������������� %

&��D$���� �������� ���������� &��D$���� �������� �����������

�����������!�*7 ��������� ������������������

Page 50: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�� ���$���� �������� ���������� ������� �.�*9�-�����0�� �� ����������)����������������������������������������������������������������������������� �������������D�������������� ������� ����������+���/.��$���� ����� ������$���� �������������������� �$���������� ����������� ������������������ ������� ����������������������������������������� ��� �������� ������������������������� ������������������� �����������������

�����������!�9 �������������7 ����������

���������� !�5�2�� ������7 �����������������

�� ��$���� �������� ������� ������ �.�* �-�����0��� �$�������� �����������������������)�������������������������������� ������������� ����'������������������$������������ ���������������������������������� �������� �� ������ �� ��� ���� ��� ������ ��� �� ������� ���� ���� �� �������� � ��� �� �����������������������������������/!���*!��'�� ������� �� ��$���� �� ��$ ������������������ ��$ �"������ ��������������������� ����������������������� ����������������� ������� ��?��������������������������$����������������������������������������������� ������ � ��������������� �����������

Page 51: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���������� !�5�2�� ����������7 �������� ������������

��#����%���$� ����� ������� �������������$!�����

'�������������������������� ������( ������� ������� �������$(����������"��������������������������������������������������� ������� ��������� ��"��� ����������-���������������������������� ������� ����0��������������������������� ���������� �����������$������������ ������������ ������������������������������ ������������������ ��� ������ � ����� ���������������� �

����������8�7.���������1������� ��������������� ����������

Inyector Encendido

Aire de refrigeración

Aire primario

0.25

100

0

50

150

200

1.000.50 1.250.75

Rel

ació

nai

re-c

ombu

stib

le

Gasto másico de aire kg/s

Límite pobre

Zona estable

Límiterico

Page 52: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�������� ������ �� ��� �� ������ �� ������� ������������������� � ��� ��������� ��������$�������� ����������� ������ �$���� ����������$�������������$�����

6���� �������������$���������������.�*+����������������� ��"��� ��@ "�� ��������������������������������������������������� ����$ ���� �� ��������� ��������� �������������� ����� ��� ������ �� ��������������������������� �� ����� ������������������������������������������ ���������� ��������������������� ������� ����� ����� ���

'�� �������� �������� ��� ������� �$� ����� ������������������ ������ ��� �$������������ �������������@ "�������� ���� ������������������������������� ����������� ��� ���������� �����������$������������������������� ����� ����$ �������������������� �������� �����������������������$ ��������

'����� ������������ ����������� ��� ��� �������$���������������������� ������������������������������'�������������������������� ���������$������������ ���� ������$������������� ��������������������������������������� ��������� �������������

6��$���������������������������� ��������������� ��$����� ������ �������� ���� ��� ��� ������������ ���������������������� �������������� ���$(������������������

'���� �������� ��������������������������� ��������$����� �������� ���������������������� �������������������&����� ������������������@ "����������������������������� ����$��������� �����$��������� ����������������$ ������ ������������$������������ ������������ ��������������������������������������������������������� �������������� ����$ ��� ������$�������������$ ����������������������������� �� ����� ���������������������� �����������$��$ ����������� ��"��� ���� ������'����������� ����� �������� �� ��� ������������������������ ����������������� �� �� ��� �

��#�����&���������� ����$!�����

'�����$��������������� ��������� ����� ��������������������������������� ���������$����������� ���� ���������������� �� � ��������� ��� �� ��������� ����� ��� ����������6���$������ �� ������������������������������.�/!��������� ���������������������� ������������������$����������� ��������� ������� ������������� ����

��

��

×= ������������������������������������������������������������������������������������������������������-.�/!0

D�������$ ������ ��������������$ � ������� ��$���� ������� ������������ �������������������������� ��� ����� �� ���������������������� �

�� � ���� �������� ���������������������������� ������� ��������� ��������� �*!!!!����� +!!!!�78>�9�����'���� ���������� ��� ����� ����������������� � ���������������� ������� �������������������� �� �������������� ������� �� ����������������������������������� �� �$���� �������� ����

Page 53: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��#������������������$!���$ �

�������������������� ��������������� �����" ���������� ������������������ ���������$�� ��� ������� ����������������� ���������� ���� ����� ����������������� ���������� ���"����

������������������� ���������� ���� � ���� ������������������������������������ ������������������������ ����������������� ������� �� �������� �������������������������������������������

��������������� ������ ���� ��"��� ��� ������������������������ ������������������������ �� �� � �������������������������������������������������� ��������������$��������� �������������

'( ����� ���� ��$ �� ����������� �������� ���� ��"��� %

&�������������&��������������

'��������������������������� ���������������������� ����� ���������������������� ����"����������������$������������ �����H����� �����$�������������� ����� ����������������������� ����������� ������������������ ����� ������������� ������������������������������� ��������������������������������B���������������������� ������� ��� �����������������$��������������� ������� ������������������������

�������������������������� ��������������������-5���.�*.0�������������������� ���������� ���������������������������� ���������������������������������� ���� ��� �������$�������������������������"��������������$������������ ����������� �����������'( ���������������������������������������� ����������������������$��� ������� �������������������������� ����������� ������@� ��������������������������������� ����������� ������������ ����������� ����� ���������������������������������

����������: �1��������/.��

CAMARADETORBELLINO

EMBOLO

CONDUCTOANULARPERIFERICO

Page 54: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

������������������������ ��"������������������������������������-5����.�*10������������ ����� �� ��� ��������������$(���������� �����������$��������������������������������� ���������������$������������ ����� ��� ����������� ���� ��)���������������������������� ���� ��������������������' ��������������� ������������������� ����������� ����������������� ������������������������������������� �������� "�����������������������

��������"��: �1��������������������

CONDUCTOANULARPERIFERICO

CAMARADETORBELLINO

RETORNODECOMBUSTIBLE

��������)��'����1���

Mezcla airecombustible

Cámara decombustión

Combustible

Aire primario Combustible

Mezcla airecombustible

Page 55: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'������������-5����.�*;0������������������ �������������������������������������������$����������� ����������������������������������������������������� ��� ����� ��������������������� ���

'�������������������������� ������ �� ������������ ���������� ��� ����������������� ����������� ��������������������������������������������������������������������������� ��������������������$������������ ����� ��$����� ����������������

B������������������������������������� ������������������� �����������$������������ ����������������� ������ ��@��������������������������� ��� ���������������������������������� ��������������� ��� ������������������������������������������������������������ ���������������������������������������� �������

@����������������������$������������ ����� ������"����� ��� � ������������������������ ����� ���������������������������������� ����� �� ������ �������������������$(����� ��������� ����� ������������������������� ����������@ "��������������������������������������� ����� ����������� ��(����� ���������������$������ ����� �����������������������������������������������������������������������$������������ �������$�� �� �� �������������������������������������� ������� ��������������� �����������������������/!,�

��#�#��'������������������

�������������������� ������������������������������������� ��������� ��������������������������$������������ ���� ������������������������������� ��� ��������������������� ������������'�� ������ �$��������������������������������"��������������������������

B����������������� ������������������� ����� ���������������� ����������������������$�������������������������������������� "������������� ������������������������ ����������� ������������������������������������������������������������������������������� ������������������� �������������������B������������������������������������������ ��������������������������������������������������������������������� �������� ����������������������������������������������� ���������$���������������������$���������������� ��� � ������� �

��#���������(!���� ���!�$���������

'������������������������ ����� ��������$�������������������������������� ������� ����������������������������������������������������������� ���������������� ������������

'���������� �������������������������� ������������������� ����� ����������������������� �����������$ ����������������������������������� ������������ ��"��� ���� �������B������������������������� ���( ������� � ������� %����������������������������������������������(������������������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������������� ������ ����������� ��������������&������ ������������������ ������ ��������������������������'������� ������������������ ���(���������$ ����)��� ����� ��������������������������������������

Page 56: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.
Page 57: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������!�$������� !)�����

�� ������� �������������� ������ ������ ��������������������� ��������"�������������������������������������$���� �������������������������� ���

'�������� �������� � ��� ��� �$������(������������� �������������������������������6��������������� ��������������������� ����� ������������ ������� ����� ������������������������ ��6�������� ���������������� ��(���������������� ����������������������������������$ ������������������������������ ��������� ������� ����������(����� ������������������������������ ��� ������� �����(����������� ��(���������������� ������� ����� ������������������ ������������������������������������� ��������������������������������������������������� ���������������� ����������� ����������.�9�/�-5���.�/ 0�

��������!�$������� !)��"��

�������������������(��� ���������� � ��������������� �������������� ��B����� ���������������������$ ������ ����� ������������������� ������������������������������������������������������������ ����������������������������������� �$�������� �������������������$���� ����� ���������������� ����� ������������ ����� ��'���� ������ �.�9!���.�9/� �����������������������������(������������������$�����

'���� ������� ���������������( ������������������������������������� ������� ��� ����������(������ ����������� �� ���������� ��� ��������- ������0������ �������� ���������������������� � ����������������������� ������������ ���������� ��������� ������� ������������������������������ ��������������������� ������ ������������������� �

'����������������������������� � ����������(��� �������������������������������������������������������������������"����� ���������������� ���� �$�����'������������������������������������������������ ������������ ���������������(��� ������������� ���� ����

@���������������� ������� ��� ������� ������� ����������(���������� ������������������������������ ���� ��������������"���� ������������� �$������ ����� ���� ������ �� ��������� ��������������"��������������������������(������������������� ���� �����������������������������@������������������� �������������+!,� ������������� ����� ������ �$���� ��?������ ������������ ������� �������������������������������������������� � ���� �������������������� ��� �������� �- � �������� �����(��� ��������������0������(������������������� ���� ����������������

'������� �����(��� ����������������������������� �������������"���������������������������� ��������������� ���������������������.�9*�

'������������� ����������� ���������� ������ ���������������(������������������� ���� ����������������������������'���������������������������������� ������� ����� ���������������������� ���������������������� �����������������(����@���� �������������������������� ���(��� ������������������ ������� ������ �������������������������������� ���������������������������������������������������������-��0��I ��������� �������� ������� ��������������������� ����-����0���������������������-����0�����������������������������

Page 58: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������-����� ������������ �������.�����0���

�����������#������������7�� ����������� ���

Page 59: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@� ���� ������������������������ ����������������(��� �������������������������������������������� �������"������������������������������������������ �������������-����0������� �������� ������������� ���������������������� ����-����0������������������������������� ��������������-����0��'�������� ������$ ��������������� �������� ���������������������-��0������ ����-����0���� ������ � ��$���� �� �� ���� "� �����$��������������� �� �� ������ ����� ������ ������� ��� ����� �

����������'��������������.�������������������������� �����0���

D�������������������� �������������� ���������������� ������������� �����������( ��������������������������$�������� ������� ������������������������������ � ���� ����������� ��$�����

'�����������������������������(����������� ����� ����������$���������������.�99���'���� ��� � � � ������ �������������������(��� ���-�������������������� �����������������0��'���� ������� � ������ �������� ����������������������� ����� ������ � ���� ������ � ����� ������������������� ���������������������������������������������� �����'������������������ ���������

V1

Toberas deestátor

Varr

Vsal

Vrel1

Motor

sentidode giro

Varr

Vrel2

Vfin

Page 60: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����(������������ ������������������������������������ ����������������� ����(��� ���������� ����������������������� �������������������������� �$���� ���������� ��������������� ���� ������������ �������� �����������

B�������������������$(����� ����$ ��� ������������������ ��������� ����(��� ������������������������ � �� ���������� ��� ���)�� ������ �� ��� �������� ��� ������ �������� ����� ����� �������������������������������������� ����������'��� ����� �����������������(��� ���������� ���$ ���������������������� ����������������������������

����������* ��� ������������ �����0���

'����� �������� ������� ����� � ��������������������������������������� �������������� �������� ��������������� ���� ���� ����������� ����������� �����

?���������� ������ ������������ ������ ����������������������������������������������������������������������$(������ �������������� ����� �������������������������������� ��� � ���������� ���������� ����������������������������

Relación de expansión p03/p04

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

0.4

0.6

0.8

1.0

Obturación de la turbina

N/(T03) (para el valor de diseño)0.8

1.0

0.4

0.61.0

0.8

0.4

0.61.0

N/(T03) (para el valor de diseño)

m(T

03)½

/p03

(par

ael

valo

rde

dise

ño)

nt

Page 61: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� � ������ ������������������������� �������������� ����������������������������������������������"����� ��������� � ������ ������ ���������� ������������ ���� ����������������������� ������ ��������������������������������������������� ��� � ������������������������������������� ����������������������������� �����������������������$�����

�� ������� ���������� ��� ��� � �� � ������ �������������� ������ ������������ �� ��� �� ��������������� �$���� ����� ������� ���������������������������������������� ����� ��� ������������������� ������ ��%

&����������������� ���������� ������������ ����$ ���&������(��� ��������� ������$����&��B��� ����������� ������������������"����� ���������������������������������������������������������� � �

&����������������������������������������� �$���� ���������������������������

J����������� ����������������������������������"�������������������� ����������������������� ��������$ ���������������� �������� ����(���"����������� ��������������� �$���� �������� ���������� �'( ������� � ������ ����������������������������������� ��������� ����(����� ������������ �������������������������������������������������������������

'�������������������������������������������$ �������� �������������������������������������-5��.�9 0������ ���������������������*,������ ����$ �������������������������$���� ������������������������������������� �$���� �������*!!���9!!CD������������ "������ ��������������������������������� ����������������� ��������������� �/9!!CD�����(���������

����������������������������������������������

����������:�� �������.��� ����������������

'�����������(������ �� �����������������������������(���������$������������������$ �������� ����������������������� �������-5��.�9+0��������� ���������������������������� ���������������� ����$���������� ������������������������(�������� ������������������������������������������������ � ��' ����������� ������ �������� ������������������ �� ������(��������������������$���������������$ �������������� ������� ������" ������ ���������(���������$������������������������������� � �

'������������������"�������� �$���� ��������������� ���������������$ ��������������� �������������� � � � ��������� � ���� ���� ������ �� ����� � � ��� ������� �� ����������� � ��� ���� ��������������'������������������ ����� ������������������������������ ���� ��$����������� ����������������� �� �������� �����������

Page 62: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������:�� �������.��� �������������������

?�� �� �� ������ �� �$����� �� ��������������������������������������������������������������� ���������� ������ ������� ����������������������������� ����� � ������ ����������"��� ����� $���� ����� ������� ����� ������ ����� �������� �

���� ����� ������������������������ ������� ���

�������� ������ �������������� ����������������������������� �� ������������������� ���� ������ ���� �������������� �������������� ������������ ������� ����������� ������������� �����/292������� ����� �������������������������� ���������������������� ��@���������� ������������������������ � ��������������������������������������������� ����������������� ���������� ����������� ���������� � ������� �������� ������� ���������� ������� ����������� �

�� ������� ����������� �� ���������������������� ������� ��������� ������ ��������������� ����������� � ��� ��� ������ ������������� � �� ��� ������������ ��� � ���������������� ���$ ������������������ ����������@ "�� ������������������������������������������������� ����� ����������� ������������������ ����������?�������� ���� �������������������� ������������������������������������������� ������@��������� �������������� �������������� ������������������ �����������( ������������� ����������������� ������ ���������������� ��#����������� � ��� �������� �� ��� �������� �� ��� ��� � ������ �� � �� � � �� ��� ���� �� ��� ������� �� ��� ��� ������ ������

�������������������������� %

−=2

20

210 ��

��� ����������������������������������������������������������������������������-.�//0

������� ���������������� ��������������� ��� � ����������� ��������� �������

��� �������������

�����

Page 63: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

B���������������������������������� %

������

������� ���������� �

������

������������������������������������������������������-.�/*0

@ "���� ��������������������� ���� %

0

010

2�

��

����

+==η �����������������������������������������������������������-.�/90

6� ��� ����������������������� ��������������������� ��������������

���#����"���������� ��������

����������� ������������� ��������"���B������������ ����� ������������

���� ������������������

�������@ "���� �� �������������������������������������� ������������������������� ���

'���� ���������� �� �������� ����������������� � ���������������������$����������� �������������������������������'������������ ����������������������������������������������$������������������ ������������������������$��������� ������ ��'������� ������� ���������� ������ � �������������������� ��� � ���� ������������������������������� "�����$(���������������������������������������������������������� ���� ��������$���������������$�������� ������������������������ ���' ��������"�����$���� ��������������� ������������������ ���������� �� �������� ��� ������������ ������������������������������������� �������������������� �

6�� ���������� ��� � ������ ���������� ������ %

&������������������&���������������������������$��&��������������������������

��*����% ��!�$�������

'����� �������������� ��� ������� �� ���������� ��������� �� �������� ����������� ���� ��������������������������� ����@�������������� ��� � ���� ����� ���(�������� ��������� ������� ������������������������� ������������������������������ � ����������������'�����������.�9+� ��� ���������������������������������������������� ��������� ��$ �� � ��%

&������� ��&����������������������� � &�����������

'���� ���� ��������������������������� ��������������������������������������������� ��������������� ���� �$������ ������������������� ������������������������� � �� �$�������������������� ��������$������������ ��������������������� ����� ��������� ������� ������� ��� ���������� ���� ������� �������������� �

Page 64: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��� �������� � �������� �� ����������������������������������������� �� ��� � ���� ������������������������� �������������$����������������������������� ������������������������������ ���������(������������ �������� �������������������������� �������� ��� � � ������(���������������

����������5�� ���� 7�������������� ������

��*����% ��!�$����� ��

B��������������������������������� �������� ���� �������������� �����������������'������������������ �� ������������������ �������� ��� � ��(���������$ ���������������������� ��������������������������������������� ������������ ����' ��������������������� ���������������������������������������� �����"�������������� ���� �����������$������������ ����

@ "�� �� ������������������ �������� ��� � �������������������������������������������� ����� ��������������������������� ����� ��� ��������������� ��������������� ��������������������� � ����������� ���������������������������������� ������

������������������ ���������������������� ������������������� ������ ����������������������������� ������ ������ � �������������� ���������$������������� ���������� ��' ������������������������� ��������������� ������������ ������������������������� �������������������������������������������( ������

B���� � ������� ���� ��������� ����������������� %

&���������������� � ������������������� ������&���������������� ����������������

'���� ��������������� � ������������������� �������-5��.�91�0�������������������������������� ����������������������� �������������������������������������������������������� ��� � ��� �����������������

'���� ��������������� �����������������-5��.�91�0���� ��� � ���� ����������������������������������� ���������� ����� ����� ������������������������ ���� �$����������������������������� ������ ���

difusor compresor

cámara de comb.

cámara de comb.

turbina tobera

Page 65: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������"��!���� ������������� �1���

�������"� !���� ������������.���� �1����

�������������� ����������������� ������������������

ventilador

aire

aire

compresor

cámara comb

turbina gases de scape

tobera

tobera

tobera

ventilador

aire

aire

compresorcámara comb

turbina gases de scape

toberade escape

Page 66: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�� �� ������� ���� ��������� �������� ������ ������������ ���������� ��������$������

@����� ������� ����������������)���$ �������� �� ��"��%

&��'������������������������������� ��������������&��'������������������������������� ��������&��@���������������������� �"�&��H������������������������������ ��� � ������������������������

@������������������������������ ����������������������������������������������� ����������������������� ���������$��$ �������������������������������� ��������������������� ������� �����������������������������������@��������������������������� ���������������������� ������������������������������� ����������$ ������ ��������� �������������������������������������������� ��� � �����������'������������������������� �"���� �������������������$��������$������������������������������������������ ����������������������������������������B������������ ��� ������������ �� �� � �� � � �� ��� ������� �� ��� �������� ��$� ���� ���� ��� ��� �������� �������� �$���� �

��*����% ��!�$+, ������!�$�)�

'����������������������-5���.�9;0������������ ��� �������������������������������������������������� �������������������������������������������� ��������������� ��� � ���� �������������� ���������������� ��J��� ��$ �������������������������������������������������������������� ����������������������� ���������������� ���������������������

������������ ���������� ������������� �

6�������������� ����������� �������� ������������������������������������������� ����������������'����� �������������� �����(������������2!,����������������� ������������������������� ������������������$����������������������������������� ����$����� ����������������'������ ��� ��� ������������������������������������������������������������� ��������

hélice

difusor

compresor

cámara de comb.

turbinaejehélice

turbinapotenciaparhélice

gasesescape

tobera

Page 67: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'�� ���� ����� ��������� ���� �� ������ -/!,0����� ������������������������������������� �������������������������� � �

���� �� �� � �������� � ������� � �� ������ �� �� � � ������� � � �� � ������������� � � ��� �������� ������ ������������ ����� ���"������������������������� ����� ��� ��� �� ���� ������� ������������������������������#����� ������� ����������� ���������������������������������������������������

����������������������� ������������� ����������(����������� ���������� �������� ����=���!�+������������������������$���������D������� ���������������������������������������� �������������������������� �����$�������������������

��*����&� !�������� ���� ����� ������

@������������������� ������� ��� ���������������������������������$������������������������� ������� ����� ��' ���������������������������������)�������=����-=0���������� ��$ ������������������������������������������������������ ������ �����-���������������������������������� ��0%

&����!������������ �������� �������!/������������ � �� ���������/������������ ����� ��������"/������������ � ���� ����

'���� ����������������� ��������������������������������������������� ��� �$� ������������������������������� �������� ���� ����������� ���� �$������������������������ "������������� ������� ������������������� ���

'������������� ���������������������������������������� ��� �������B��������� ������ ��������������� ��� �������������������������������������������� �� ����� � ���������� ������ �$������������������������������������ ��������� ������� ��@ "%

&��'����������� �� ���������� ���� ���������������������������������� �������������&��'����������� ���� ����������� ��� ��� ����� ��������� ��� ����������� ���� ���������������������������������

&��'��������������� �������������������$�������� ����������������������������� ���

'�� �� �������� ��������� ����� ��$ ����������������������$�����@�������� ����� ����)���������������������������������� ������������������������������� ����@�������� ���������������� ����)������������ ��������������������������������������� ���� �$�����'����������� �$�������������2!�,�

D���������������� ������ �� ������������� ����� ��$� ����������������� ������������"�����������'������� �������� ������������������������ � ���� ���� ���������������� �� ��$������� ������������������������������ ������������� ������������������� ���������� �

Page 68: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�������� � � ���� ����� ��� ����� �� � $���� � ��� ������ ��� ��$�� ���� ��� � ������� � �� ������ �� ���� ��'�������������������������������� � ����������������� ��������� ������������=���!�;�������� ���������������� ������������������������� ����(�� ���=����!�+

'������������� ������� ���( ����� �������"� %

�� �� ���� �����������"��� ������� ������������� ��� ��%

�������������������������&�����������������������&��������

��������,�� �������������

����������$ ������������������������������������ ��������� ������������������.�92��@��������������������� ���������� ����������� ������� ��������������������������� ���������� ���$ �� ������� ������� ������� ������ �������� ��� � ����������� ������������������������������������������ � ������������������� ���������� ��� �������

B����� ����������������������������������������������� �� ������������ �������� ����� �� �������������� ����� �������������$��������������� ������� �������� �������������� �������@������������� �������� ������ ������������������������������������������������������� ��� ����������������� �������������������������������������������������$���������������������� �����������������

������������ ����������������� ��� ���������������������� ����������������� ���������������������� �������������� ������ � �������� ��������������@���� �������������� ���������������� ����������� �������������� ���������������������������������� ����$������������������������������������������$(�����������������������������'��� �� �������� �������� ������������������� ������������� ���������������� ������

@��$ �������������� ������� ������� ��$ ���������������������������������������������������� ������� ��� ��$�������������� ������ �������� ���������������������������� �������� ��

Page 69: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������������6��������� ��� ������� � �$� ������� ��������� ������ ������ �� ��� ������� ����� ��� �����������-���������� ���������� �� �������� ������ ����������������0�������������������������������� ���$(����@������������ ��� ���������������������� �������������� ���������������� �������������$����)��������� ����������� ��������������������������������������������������������������� ����$ ���-���������� � 0������� �����������

@������������ ������ ��������������������������� ���� ����������������������������������"� ������ ������������� ������B������������������������ ���� ���������������� ������ �������������� �� ��� ������� �����������-� ���� �� ����� ���� � ��� ��� ������ .� !�� �������� �� ���� �����������������&���������

�������-�� �������������$���������

?���������� ������ ������������������ ����������������� ��� ���������������������� �������� ��� � ������������� ���������������������$����������=����� ���� �������������������� ������������������������������� ������������������� ��������������������)������������ ����������������������� ���������$��������� � ���� ���� ���������������

@��������������� ����������������� ��������� ���������� ������������ �������������������������������� ���� ���������������������������������� ������������������� ����� ������������� ������@������������ ���������������������������� ������ ��������������� ������ �� � %

&�6� � ������ ����������������� �������� ������ ����� ������������� �������������������$��������� ���� ���� ��������� ����������������������������������$��6������� ������ ������� ������������� ������ ������ ��� ��������������� ����$��� ������������� ��� ��������� ������ ��$ ���� �����

&�6��������� �������������������� �� ��� � ��������� ��� ��������������� ������������������ �� ����$����������������������� ������������������������������������$��'�����)����������������������$���������������������������������������������$����������������� ��������

garganta

Page 70: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������������������� ����� ����� ���� ������� ������������ �����������������@ "�� ��� ���������� ����������� ����������������� ������ �����������$������������ ���������� ��������� ����$���������������� ���������� ����� �������� ���������� ����������� ���� ��������� ���������������������������� ���� ������K�� ������ ��������������������������� � ���������������������������(��� ������������������ �� ��������� ��������$���������������������

&�6������� ����� ����� �������������������(����$�����(�� ������� �����������������$������������������������������ �������������������� ������������ ���� �����������(�������#��������� ����������� ��� �������$� �������������������������������������� ����������������������������@ " �� ��������� ���� ������ �( ��� ���� ����������� � �� ������� � ���� ���� � ��� ��� ���������������� �������������������������

' � �� ���� ����� � � ����� ��� ��������� ������� ��� ���� ������ ��� ������� ���� ��� ���� ������������ ������������ ����������������� � �� ��� ����� ������� ��������������� ������������������������ ������������������ ���� ���� ������������������������������������������� ������� ����� ��������������� ���

��*�#��&��������������!)�

�� ����� ��� ���������� �������������������������� ����������������� ��������������������������������� ������������� ���� ������������������������������������6������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������� ����������������� ������ �������������������������������������$ ������ �������� �

'( ����� ���� ��$ �� ������� ��� %

&��4������������$���&��4����������$���

'������������������� ����� ��� ���������������������������$����-5���.� /��5���.� *����5��.� 90���� ������� ������� ������������>������ ��� � ���� ���� �- ��)�� �������������������������������������0��������������������������������������������� ���'�������������� ��� � �� ��������� ��������������������(��� ������������ �����

�������������(�2���������7 ��

entrada de aire

ventilador

inversor

inversor

aire invertido

aire invertido

turbina gas

escape invertido

escape invertido

Page 71: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������9����������.���

������������#���������������������.���

Page 72: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�� �����������$���� ��� ��� ��� ��� ������������ �� �� � �� � � �� � ������ ���� �� ���� ������ � ������������������� �������� "� ��������$��������������������'���������� ����������� ��� � ���� ������������������������������ ������� ����������������� ������� ���� ����?�� ��� ����������� ���� ��� ���������� ��������������������� �������������������������������� ���� �����$��� �

��������� �� � ���� � ������������������������������������ ��������������9!������+!�,������������������������������������� �������� ������� ���� ��������������

��*�������������������.�����

����������$�����������������������) ���� �������������$ ����������������������� ������ ����������� ��������������������� �������� �������(���������� ����������� �-���� ������ �� ���������� ������� �������������������� �� ������ ��������������������������������������������������� ������������������� �����������0������� �� ����� ��������� ���������� �

'( ����� ������� ��������� ������%

&��L�� ���������� ���� ������������� ��&��F��� ���� ����������"��� ����� ���� �� ������������������� ������� ����������������������������������������������������������� ���

�����������$ ���������������������������������������������� ���������������������� ����� ��� ���� ���� �������� ������������� ������������������������������ ����%

&��L�� �������� ��������(�����&��L�� �������� �������������

�� ���� �������� ��������(������ ����� �� ���� ����� ��� � ���� ������������������������������������� �������������������������������� ������������������� ���� ����� ��� � ���� ����� ������ ��������������� ��������� ����� ���������������������������������������������������������������������������������� ������������ ������������ ������

@��������� �� ��������������� ����������� �������������������������������������������������� ��������������������� ��������� �� ������ ��'���� ������� ��������������� � ����������������� �������������� ����������� ������ ����������������� ��� � ���� �������������������������������� �����������$������������ ������������� �����

�� ���� �������� �������������� ������������������������������������������������� ������������� � �����������������������)�����-��������������������� ��������$������������ �������������������(��� ��0�������������� ���������� �-������������� � ��������� ��������������� 0�������� ����������������� �����������������-������� ������������������������������������������ $���� ��������� �������������� ����� ��� ����������� ������� ���������������� �������� �������� ���� ���� 0��������� ��������� ��$ ���������� �������� ���������������� ��

�� � ������� ������ ����������������������������� ������������� �� ���� ������������������������������ ����� ��������� ������� �������������� ����� ���������������������������� ��������������

Page 73: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

B������������ ���� ����� ������ ������������������������ �������� ������� ���� ��������������������������������� ������ �������������� ��������������� ���������� ��������������������� ��������-���������� ��� ������������������ ��������������� ���0����� ������ �������������

'������� ����� ���� ��������� ��� ���������������������������$ ������������ ��� � ����������������������) ������������������ �������������� ��������� �����������B����������������������� �����"�� ���������������������������-������������������������������� �0���������������� �������������������� �$����-������� ����������������������� ������������ �0�

���� � ������ ����� �������� �

��������������� ������� �������������� � �������������������������������� ��������� ���������������$������������ ����������� ������������������$������������������� ���������� ������@� ���������������������������� ���������������� ��$���������������������������������������������������������������������� ����� ������$��������������������������������������������'���� ����$ ���������������������� ��������� ���������� ���� ���������������������������������������������������#���������������$����������������������������������������� ������������$������������������ ��� �

B��"������������������������������������������ ����������������������� ����������� ����� ������ ����� ���������� ��� ����������� ����� ��������������������������������� �� �(������ ���"� ������ ������������������ ������������#���������������������������� �� ���������������������������������������������������������������� ���� � ������ ��� � � �������� %

&������ ������ ��������������� ��������������������������������� �����&������ ������ ��������������� ��������������������������������������������� �����&������ ������ ��������������� ��������������������������������������������

��/����0��������!��� ��)�����! ������� ����������!��-����� ������������

'���� ����� ������ ��������������� �������������������������������������������� ���������������������������������� ��������� ���������������������������������������������� ������� ���� �� �$���������� ������������������������������������������������������������ ���������� �������� �� ����� ���������������� �����������������������

B������������������������������� ��������������$���������������.� ��'�� ����� ���������� ����� ��� ����� ������������������������������������� ������������ ������������ ��������������������� ������� ��� ����������������������������������� �� ������������������������������������������' �� ������������ ���������� ������������������ �������������������������������������������������� ��������������������$������������ ����

@������������������������������� ��������������������������������������������������������������� ����������������� ��$����������������������������������������@��������� �� ������ �������������������������" ������������� ����������� ��������������������������������������������� ��� �

Page 74: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������� �������'������ � �� ������ ��������� ��� �� ������ ��� �����������������������������������������

' �������������������������������� ��������(���� ������������������������������������� ��������� ���������� �

6��$�)�������������������� ������������������ ������������� ��������������� ��������������)������������������ ��������� ���� ����� ����� ��� ������ ������ ����������� �������������������������� ����

����������*�������������������������� ���+��������.�������� ������������������

'�����������.� +� ���������� �������� ���������� �������������������������������������������������������������������� �����������������������' ����������������������������������������� �������������������$����������������� ������ ������ ��������������������������������

��/����0��������!��� ��)�����! ������� �������������� ���� ��������������!�����������

����������������� ����� ������ ���������������������������������������������������� ������� ����� ������ ��������������@�������������������� ������������� ���������������������������������������������������������������������� ��������������� ��������������������

p

1

T3’’

T3’

T30

Page 75: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������.��������������������� ��.��������� �������������������������� ������ �������������������������������

'��� ����� �� �������������������� ����������� ������������������������������������� ��� ������������������ ��$ ������� ������������� ����������

'�����������.� .� ���� �������� ������ ������� ��������������������������������������������- �������������������� ����������������������� �����0����� ������ ���������� �������� ���� �������� �������������� ���������� ������ ��� ���� ������ ������ ��������������������������������� ������� ��'��� ����� ����������������������������������� �����������$ ������� � ������� �������������������������������������������������������������� ����' ����������� ��������� ��$�����)��� ������������������������������������������������������� ������ �������� ����������������� ����� �

'�����������.� 1� ���� ��������������������������������������� �������������������������������������������������������������������� �������������������� ����$ ����' ������������������������� ����������������������������������������� ����� �������� "��������� ��������������������� �������� �� � ���� ����������������� ��$������ ������������������ ������� ������������������������

��/����0��������!��� ��)�����! ������� �������������� ���� �������� ����������!��

����������������� ����� ������ ������������������������������������������������������� ����� � ��� � ��������� �������� �������� �������������� ������������������� �����������6���������� ��������$���������������� � ���������������� ����� ���������������

T

s

2

1

3

4

3’3’’

p2

4’4’’

p1

Page 76: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������&�������������������� �������������������� ���

��/����1��! ��������!�����������)�����)�������

D������� ����������������� ����� ������������� ������������������������������ � ��������������������� ����������������������������������������� ���������������������������������������������������������������(����������������)���������� ����������

����������������� ��������������� � ���������������������������������������������������������������������B���������� ������%

&��=����������� ������� ������ � �&��I��������������������������������� ��� � �����������������������&��F������������� ��� � ����������

6�������������� �� �� ����$����� ������������������������ ������ ������������������������� ������������������������� � ��' ���������������������������� �� �� ����$����� � ���������������������������������� ������������������������������ ������������ ������������������������������ ����� ���������������������������� �$�� �����

@ "���� � ����������������� ������� ���������������������������������� ����� ������ ���������������������� ���������������������� ��������������������(��������������

'�����������.� ;� ������������ ������ �������������������� ���������)����� ������ �������������������������������������������� ���

p

1

T30

AB

C

0.95 1.000.90

N/N0

.m

Linea lím

ite

Page 77: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������"����.���������������������� ���2������������.����� ����� ����������� ������������������������ ������������� ��.������������ 7���

��������)�&��������� ���� ���������������� ;�������������������������+������������ ���� ������ �����

T

s

2

1

3

4

3’

4’

p

1

T3’’

T3’

T30

A

B

C

0.95 1.000.90

N/N0

.m

Linea

límite

Page 78: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Page 79: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������

���� ������� ��

���� ��������� ������� ������������������ ������������������������ ������������������ ���� ���MHM�-/;; 0���������������������������$ � ���������������������� ��������5������#���������������� �����-/; +&/2/90�����B�� �� �-/;+ &/29/0����������$���� ���������� ����������� ������� ������� ���������'������� ����� ��� � �� ��"�������������������������������������������������������������������������� ����� ���������������������#���������B�� ����������������� ������� ����� ���� ���"����������"����������� ������� ��������������� ������� ���������������� ����� �� ����"��������������������� ������������������������������������ "������� ����� �������� ����� ��������������� �(��� ����� �������������� ��� ������ -��� ������� ��������� ����� ��������� �� � 9+!��> � �� � �� ���������� ������������� �. !�:����9; !!����0��' �������������� ����������� ������� �����������=$ ��������� ����������������� ����������� ��������������� �� �������������$��������(������� "������������� ��������� �

B�� �� �� ��� ���� ���� ��� �� ����������� ���� ������ ���� � ������� ������������������ ����$���� ���� ��������� ���$���� �������� ��'������� ������������ ���������"����������"��������������������������������� ����� ������������������ ������ ������@ "� ����"�������������������� ������� ���� �� � ������ ���� �� ������� �-�� ������� ����������0���������� ������ ������� ����������������� ������������ �������� ��'��#�����������������������������������?I����������/;2+��@����������������������������-�� �������� ���#�������0��� �� �?I�������� ���������������������������������������������������������������� �� �������$���� ������� �

@��� � �� ��� /N�<������=����� �)�� �� � ��������� ���� � �� �� � ���������� � ������� � ����� ���������������� �� �� ������� � �� ���� � ����������� ��'�� � ���������� �� ���������� ���� � ��� ��� ������ �-/�*&/�.�=B�0�������������� �������� ���9+!�ED�

'�����/2/+���/2*!���� ����� �������������� ���*!�=8�����/2*!���/2 !�������������� ���� ��� �� ��� ��� �������� /*� �� /1�=B���@���������� �� � ������ � �� ����� ����� �� �� ��������� ��� - �� ����������������)�������������������������� ������������� ������������ ���������������� ������� �����������0�����������������������������������������������"������������������"��������-�����������0��6���������������� ��������� ������ �������������������������������������������������������� �?I��������������������������������������

D������������������ ������ ��� ���"��� � �������������� ���� ������ ���������������������� ������ 9+�=B��������������� ������ ���������+!!���+;!�ED�

Page 80: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������������������������� ������������������"������������� ��������������������� ������� ��� �� �� �������� ����������������� ��������������������� �������� ��������� �������������������������"������������ ��

'������������� ����� ������������� ������������������������ � ������"��� ��������������.!!�ED��9+�=B��

������������������� ����������������������� ������� ��$ ���� $��� ������������� � ���������� �����$������������������?I������ ���������������������������������������������������� ����������������������-������������������������ � ������$����������������� 0�

'( �����$ ��������� ���� �������������������������������������� ���������� ��� ����� ����������������������"�����������

/��?����� ��� �����

'�� �������"��� �$�������� �������� �������������������� � ����������������� � ������� ����� �!�/=8���������� ����� �/+!�=8���� ���� ��� ��������� ���������� ����� �/+!��������� ������������ � ���������������� ����� �++!ED���������������������������� �������� ������� ��������������������� 9!!!����� �/.!!!����������� ������������#����������� ����� � �������� �����%

&�?I������������ ����������� �������������������������������������&�?I������������������������������������������������������ �������� ��� &�?I�������� ������ ���� ����������������������������"����������

������������������� �����������)��������������������������������������������������"���������������������������� �������� ������� ��-�������������� ������������0����������� �������� �������������������������������� ��������1+,�����������"������������������������������������� ������ ���������?I������������������������������

�� ��������� ������� ���������� ���� �� ��)����������������%

&�D������� ����������������������� ����������������������� ����� ����"���#������������������������� �*+!!����� �����(����������B������� ��������������������"������ ����������������� ������������� ��� ��"������$ ���������� ������������������������������������ ������������������������� ����� �

&�D������� ������������������������� ���������������������������� ���� ��� �������5���������������� �*!!!������ �+!!!����� ����������������� ����� �9!!��������� ����������������'�� ����������������� ����������������"�� ����� ����������������������� ����� ����������������� ��������� �?I�������������������������� ��������� ��������������� ���������������������������� ��

&�D������� ����������� ��������������������������������������������������� !!!���;1.!���� ������������������������"�������� ����������������� � ����� ���������������������������

Page 81: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������� ������������ �� ���� ����� ��������� ��������� ������������������ ��������� �������� �� ���� �

����� ��������� �������� ���������� ��������� ������� ��������� ����������

*�����2��������� �����

'���������������� ��������������������� ������� ����������� ������������������� �������������������� ��������� � �������� ����������������(����� �����������

'�������������������������� ���� ������������ ����������������� � �������� ������������ ���������� ����������������� ��������� ����� ������������������� �������������

B�������������� ��������� ����� �������������������������������������������� ������������ ���������� ���� ������ ������ �������������� �������$��� ��������� ����� �����$��#������=������%�&

/��#�������B�

'���������B��� ���������� ����������$ ��������� �������� �����������������-5���1�/0

�����"��<�#����� ��&�

���B�����F

' ������������������������������������������ ������������������� ����������������� ������������ ���� ������"������������������������������������� ���� ��� � � �������������������������@�� ��

P

O

V

CGas Curva saturación

líquido-vapor

Vapor+líquido

Vapor

Líquido

Page 82: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������� ���������������������� �����!�!/ED��������� ���� ���!�!!.//19������������������ ���"����� ���!�!!/!!!**��9>O��

'��� ��������� ������ �����������������������������������������"����������������"��� ���"���� ��������������

���B�����D

' �������������� ����������������"��������������'������ ������"����������� ����������"������������ ������ ����������� ��������������� ��������������������"����?��� �����"������������������������������ ���������������"�������� ����������� ����B������������ ����������������� ��� ���� ������ ����� ����$����� ���������������"���� ��%���P�91 �/ED��B��P�**/�*���������P�!�!!9/1��9>7������P*/!1�73>7��� ��P� � *2�73>7��O�

*��F��� �������

'���������#����� ����������$� ��������������� ������ � ����� ����� �������$��� ������ �������$��� ��������������������� �������� ����� �������$��� �����������������������������

'������������� �)������������$���������� ������� ������������������ ������������ ���������� ����� ���

9��'������������� �����"���

������������� ��������� ������������������������ ����� �����"������� �����������'������� ��������������������������������� ������ ��� ����������������������������� ������������ ������ �������������� ���������������������������������������

@�������������������������� ��������� ����������������������������� �������������������� ������� ����������������� ����������������������������"�����J�� ������������������ ������������ �����������"������"���� ������������������������������������������#����

6� �� ���������������������������������$�������������������������� ���������������������������� �������������� ����� �������� ����� ������ �������������$�������������� ���6�������������������� ������� �������� ����� ������������� ��� ������ ���������������������������������������� ������������ �������� ���������� ��� ��������

' ������������������ ���������������������'��� ����������'�����������&�@�� ����������������������� �������� ��� ����� ���� �� ������������������� ������ ��� ������ ������ ���������������������������������������������� �������

������� ������������������� ���������� ����������� ��������������"�������������� ������������������������ �������� G����������������� �������� ����� ������"������������������������������������������������������������ �������������������������6��������������������������'��� ���������'��������������������� �� ��� �

Page 83: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����������� �������������������������������)����������� ������( ����������������������������������������)�������������� ����� ����������� �� ������������� ���� ����������������� ���������

'�������������������������������������������������������"��������� ��������������������������������������������������@�� ���������� ��������������������� ��(��� ��������$ ���������������������������������������$�����$(����(�����

����"���*��������� ��������

��������������������� ������� ���������������� ���������������������(���� ���������������������(�����' ��� ������� ����������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������

#���������������� ����$������������������������������������ ��� ��� ��������������������������$(���(������������������������������������� ������$��� �����������������#��������#����� �������

' �������������������������������������������� ������� �������� ������������������������ �������#�� ������������ ��������������������������� ������� ������ �������������

Log q

Log T

q m

q min

T =

T a T b

Log q

T

q max

q

T = Tpared - Tsat

T a T b

Page 84: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B������������������ � ������$������������� ���������� �������������������������������������������� ������� ��������������������������������� �������������

*�������� ���1��3�������

'�� ����� ��L��7��� ����� ����� �� � ��� ����� ������$���� ���� ���� �� � ������ � ����� � � ����� ��������� ������ ��� ������� ����� ��������� ����$��� ���� � ����� �

T

s

41

dP=0

dP=0 41

dP=0

dP=0

T

s

T

s

P’=cte

P=cte

41

dP=0

dP=0

T

s

41

dP=0

dP=0

3

41

2

dP=0

dP=0

T

s

T

s

P’=cte

P=cte

T

s

T

s

41

dP=0

dP=0 41

dP=0

dP=0

T

s

T

s

T

s

T

s

P’=cte

P=cte

41

dP=0

dP=0

T

s

T

s

41

dP=0

dP=0

3

41

2

dP=0

dP=0

T

s

T

s

T

s

T

s

P’=cte

P=cte

����"��<�*����������4��=���

�� ������ � �� ����� � ������ �%

���#� � ����� *�&�9 @����������������BP�����������������������������������B���� ������������ ���� �����������������������������������������"����������� ������������������ ����?�P����

�&�/ '(��������������������������� �����B���� ������������ ��������������������� ����������������������������"���

���#� ����$��� ������ ��� 9�&� '(��� �������������������������-�����"�����M�Q/�� ��������������(��� ������� ����� �0

/�&�* D����� ���������������� ���"���������������

Page 85: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/��?�����������������

D�� ���������� ������������� ���������������������"�������������� ��������������������"������ ������� ��� ��� ����� ��$���� ������������� ��������������� ����� ������������� ������ � ���������������������������� ������$��� �

'����������������� ��$%

-1�/0

L��������������� ��$%

�������������������������������-1�*0

����������������������������������������������������-1�90

*�������� �1��3������� -���������������������

2r

TL

TH

S

2

3

T

41

3r

4s 4r

2r

TL

TH

S

2

3

T

41

3r

4s 4r

�����"���#����� ���$%��������������������4��=��������� �����������

23

4312

��

����

−−+−=η

)( 1234 �������

−+−⋅=

1��

��

⋅=η

Page 86: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'���������������������� ������������ ������������������������� � ����� �-������ ������������������������� ���������������� �$���� ����������������������������0������������� ������ � ������������� ���������� ��� ����������(��� �������������� ������ �������$��� �������������������������������������� �������� �����(��������������� ������ ������

?�������� ����$������������������������������������������������������������ ����������� �� ���������� ��������� ������� ����������������������������� ��������������������$�����������������$��������������������������"��������������

' �� ��������� ������������� ����������������� ����(��� ������������������� ��������"�� �������� ����� ��������������� �������������������������� ��� ��������������������������� ������������ ��� ���������������� ���������������� �������������

����(��� ������������������������ ������������������������� ���� ����������5��1�/!%

�-1� 0

*�������� ���1��3��������$���� ���������

'������� ����������� ���������������������� ������� �������� �����������������������$�� ����������������� ������������������1�+�

D���� ������������ ��������������(��� ��������������������������������� �����������"������ ����� ����������� ����������������$ ���

6�������������������������������������������������������������� �� �� ��"��� ������ ���������� ����������������������������������������������� ���������������� ��������"��-�0������������ ��$������ ������������������� �$���� �

6� ����������������������������������������������������������"�������������� �� ����������� ������������������������������� ������������ ���������� ��������������� ���������� ��������������������� ������� ���������������������������������������� �����$��$ ���������

'������������L��7�����������������������������������(��� ������������������������� �����������������������$ �������������� �������� ��� � ������������ ��� �� ����������� ��������������� �' ����������������������� ������������������

B�������������������������� �������������������������� �����������������9���������������������������������������������������G���� ���������������(��� ������������������������� ���������� ���� ���������������� ������ ���������������������������������������$ ������������ �������� �)���� ������� ���$���� �����������

��

��

���

�����

��

��

��

34

34

−−

==η

Page 87: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����"���#����� ���$%�������������4��=������������������� ���

'����������������������� ��/&*������������������� ��������������� ������$����- ������ �������0��'�������������� ���������������� ��� ��������(��� �������%

�����������������������-1�+0

@������������ ���������������������������������-������ ��*&90��'���������� ��� ������������ ������������������� ��������������� ����������������� ����������������?�������� �������������� ����� �������������(��� ���������������� ����� %

�����������������������-1�.0

6���������� ���������������������������������-9& 0������������(��� ������$������������������������������������ ��$ ����%

����������������������-1�10

5������������������� ������� ��- &/0������� ������ �����������������%

)( 41 �����

−=

'������������������������������������� ��$ ������������������������������������������������������������'���������������� ������������������(��� ������� �������� ������������������ ������������������ ���$���� �� ���)�������� ������������������@ "� ������������������%

�P

)( 12 �����

−=

)( 23 �����

−=

)( 43 �����

−=

41

2

PH

PL

TL

TH

S

QH

T

QL

3

)(

)(

23

43

���

���

����

� −−

===η23

43

��

��

−−

Page 88: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

D����������� ��������� �������������� ����������� ��$����������������������������� ����������$ ���������������������� �������$� ������������������� ����� ������������������������������-���������������������������������� ���0�

B������������������������������� ������� ��������������������������� ������������������������$ ��������$�����"������������������������� �����6������������� ������������ �������������������������$�� ���������� ����� �.!!ED�

B���)���������������������������������������� ���������������������� �������������������������������������������� ������� ������������"������������������������� �������������������������������� ������������������� �)���� �� ����������� ������������������������������������������������ ������ ����������������� ���"����

*���#���� ���1��3����������� ������������������

' ������������ �������������������������������������� ��� �������������� ������������������������� ������������������������������ ���������"�������� ��)��� ����������������(��� ������������ ��������� �����������������������������

B����������������������������������������������� ��� �������������� �������������������������� ��������� ��� ��� �������� ������� �������������� ��)��� ��'�� �� ��� � ��������� �������������� ����

Turb.2Turb.1

CALDERA

CONDENSADOR

WT2WT1

QL

QH

�����"���*��������������� �������� ���

Page 89: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����"�"�#����� ���$%���������������4��=��������������� �������� ���

6��������������� ����� �������(��� ������������ �����������������-��������������� ����0������� ����� �-����������������)�����0��������������������������������� �� � �� � � ������� ������� ����� ������������������������ ������������������������������������������(��� ���-5���1�10��?��������������������������� ������������ ��������� �

@��$ � ���������������������������������������������� ������� �����������-���� �������������0� ���� ������������������������������������� ������������������ ��������� ��������� ������� ����� ������� � �������������������������

*�������� ���1��3�������������������

D�� ����������(���������������������)������������������� �����������������������$� �������������������������������$ �� ����� ��(�������������������������������������� ��� ����������������������������� �������� ���������������������������������������� ���������������������� ����� ������ "����������������������������� ���������������������������6����������� �������������������������������������������������������������(��� ���� ������������������ ���������������� �������������������������������

�����"�)�*�������4��=�������������������

PL

PIPH

S

QH

T

QL

9 2

6

1

8

3CALDERA

QH

CONDENSADOR

QL

10

9 2

6

1

8

3CALDERA

QH

CONDENSADOR

QL

10

Page 90: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����"�,�#����� ���$%���������������������������

'���"������������������ ����������������������������� �������������������������������������������������������������#����$������ ������������� ����������������������������������������������� ������ �

*���*���� ���1��3�����!���������

������ ����������������� ����������������� �����"����-**!�����������������0������������������������������ ������ ��������� ������������������� ��-5���1�/!0�

�������������������� ���������( ���� �������� ����� �������������� ��������������������������������'��� ����� ������������������������������������� �� ����������'���"������������������ ���������������� ��� �����������������������������������������������������"�� �������� �������������

PC

T

600 º C

PH

PL

S

2

3

QH

QL41

PC

T

600 º C

PH

PL

S

2

3

QH

QL41

�����"��-�#����� ���$%���������������4��=�����������/��

8

10

9

2

1

S

3

T

6

P 3

P 6

P 8

8

10

9

2

1

S

3

T

6

P 3

P 6

P 8

Page 91: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��!����� ����������

*����������������

'����� ��� �� �������� �������������������������� ������� ������ � ������������������$�����'������������� ������ � ��� ����� ��� ������� ���������� ������� ������������������� ������������� ������ � ��������� ������� �

'�� ������������������� ������������������ ������� ����������������� ��������������������������� ����������������������������� ����������������������������������������� �����������������������������������������������-5���1�//0�

�����"�����5�2�� �������������������'

������������������� ������������������$ ����������� ����������' ����������������� �����(��������������������� ��� � �������� ������� ��������������������������������-�������������������������0�

'�������������������"�� �� ���������������������������������� � �� ��� ������������� �������������������������"�������������������������"�����$��������������������$��������������������� � ����������������������$�����'���������������������������������������������������������

Calderín

Turbina

Intercambiador o Condensador

Caldera

Bomba

Page 92: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����� ������������������� ����������� �������� ������������ ��� �� ��������� ������ ���� �� ��� �-���������������� ������������0G�������������������������"������������������������������������������ ��������������������������������������������������������"����������� ��������������������� ���� �������������������"�����������@����������������������������� �$������������������������������������������(��� ������� ��� � ������������������� ��������������������)����?������ ���������������� ������������������������������������������-���� �������������� ��0������$������� ���������������@���������������� ������ ����� ��� �������������������������������������������������6��)���� ��)����� ���� ������� ��������� �������������������������� �����������$������������-����������������0��� ��� ����������������������������������������"���(����@���������� �������� ��� ����� ������������� ������ ������������� ������� �

�������� ���������� ��$ ���������� ���������������������� ���������������������"���������������� ������ �������������� ������ ������ ��������������"�������"����������������������� ������������"�����������@���(������������.!,�����������"������������������������������� �������� �����������������������������"������������������� �����"�����9!,�������� ��������/!,��� ����������� �������������������������������� �� ���������� ����� �������� � �� ��� �������� �������������������������"� ���������� �

'�������������������������������������� �������� �����������������������������"��-���������� ���� � ���� 0�� ����� ���������������� ������� � � ��������� �� �$��� ���������� -���� ��� ����� ����� ����������"���&�����&�"��������������� ������� ������������������������ 0�

@����� �������� ���������" ��� ��������������������� ��%

&'�������������������������������������������������� ���$����������������������� ������������������������ ���������������� ���������������� �$������������������������������������� ������ ������� �� ������������"��������(��������������� �+!�=8�

&������������ ���"����-�������������������� �����������0�� ���� �������� � ��������������� ������� �� ���

&'���������������������� ������� ���������� �$�������������9+,�

&��������������������������������������������������������� ���������� ������ ��������� ��� ������ ������������� ����������������$ ��������� ����������������� ����������� ����������� ���"����

&'������������O8�� ������-������������ ���������� ����������������������0� ��������������������������������������������������� ��������$ ���������������� ���������������������������������������������� ��$ �������� ������ ��� ��������������������������

'( ���������������� ������� ������ ����������������� ������� ���������������$ �������� ��%

/��6��)������������������������������%

&#�������������� ����� ��$ ����������� �������� ����������������� ��� � ���� ����������� �#���������� ��(��� ��( ������ ������� ������� �������������� ������� ������������'����

Page 93: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������ ������� �� ��������������������������������� �������� ����������� �� ����������� ������������������������� ������� ����������� ��� ����������� �� ����������� ������ ���'���$���� ����������������������� �������"���� ����������� �����������

*��6��)���� �������� ���������� ������������ ���%

&�#���� ������'���������������� ����� �������������� ���������������� ������� ������-���������9!���.!�����0�� �� � ��� ��� ���������������� �����' � ��� ��������$ ��������� ��� �� � �������� ������������� ������������� �&�#��������������������������� ����� �������������� �������� ������&�#���� ��������'���������� ��� ���� ����������������������� ����������������������� ������ ��������������������������������������� �� � ��=���� �� ����������������

9��6��)�����������������%

&�#��������$� ����������� ������������������������� ����� ���� ����$��� ������� �������� ��� ������� ���&�#�����)��$� ������������������� ���� ������������������� �������������������������"������������������������� �� ��/;!!����� �9!!!����������� �����������

��6��)�������� �����������������������������������%

&�#�����)������'������������� ��� ����� �/�=B��&�#�����������'���������� ��� �� ���� �/��� ����� �;�;�=B��&�#������������'���� ���� �;�;��� ����� �**� �=B��&�#�����*����������'�������������� � ������� �

+��6��)�������������������������������������������������%

&�#���$�� �������� �&�#�����������������-�� ����� � ;+ED0�&�#����������������������������� �� ���� � ;+��� ����� �+.+ED�&�#�����*���������������������������� � ������� �

*�������� ��������!�$�����������

#���������������������� � ����'�0%

'��������������������� �$����� �����$���� ������ ���������������� ������������ ����������������������������&�����������������������������"������� �����������"��������������$���������� ������������"��������� "������������� ����������������������$���������������������������� �$���� ��������������������������'����������������� ��� ������������� �������� �������������������������

Page 94: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

' ������"��������������������������"������������� ��� � ������� ����� ��������������������������������� ����� �������� ��� ����������������������������"����������������������$ ���*!�!!!���������� �������������������� ���������������$������������$������ ��������"������� ����������������������� ��"�� ���� �������������������������� ���'���� ���������� �� ������"�� �������� � ��� ��� ��� ���� ��� �� �� �� ��� ������������ ��� ����� -���� �� ������0��D��� ��� ������������ ��������$��������� ��������������$ ����� ��������������� �������$���� ��������� ��� ���� ������� ��������� �

#���������������������'�%

'���� �� ������ ������������������� ����������������������������(��� � ��������� ����'���� ������� ��� ��� � �����������"������������������������� ������ �������� ����������������������� $���� � ��������� ���������� ������� ������� ���D������������ �������������� ������� ������� ��������������������������$���������� ������� ������ ������������� �� �)���� �������������������� ������������������#��������������� �����"������� ������ �$���� ������� ����������$ ������ ������������������ ����������� ������ � ���� �� ����������� ����� ��������� ������� ����������� ��� � ��������� �������

+���� ������ ��$� ���%

D�� �������������������������"������������� ��� � �������� ��� � ������������ "���� �������� �������$ ����� ��'������ ������������������� ����������������������������������������� ����� ��'�������������������������������� �������"����������������� ��� ������������� ����� �������'����� �� �� ����������� � ������������� ���������������������� ��������� �� �� �������� ��������� ������������ � ��������� ������������������������� � ������� ������ ���������������������������������"��

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

velocidad

Presión

Escalonamientos

�����"����5������ ����������������>�#<�7�� �����7������������������������<�4<�7�� ���������

Page 95: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

velocidad

Presión

Escalonamientos

�����"����5������ ���������������>�#<�7�� �����7������������������������<�4<�7�� ���������

'��� ���������� ����� ���������� �� �� �������� ������������������ ��������������� ������������ ������������������������� ����������'������������������� ������������ ������������������� �������������� �������"������������ ���������������

������������������ ����������"������������������"������������ ������������ �� ����������� �������������� �������� ������ �������������� �� ����������� ������ ��� ��������������������� �������� �������� ���������� ������������� �

#���������$�� ��������%

�� �������� ����� �?I������ � ������� ��(��� � ��� ����������������������������� ������ �$� ������������ ���� ��� ������������� ����� ��������������� ��� �� ������ �������������� ��� ��� ����������6��������� ������ ������������������������������������������������������� ��� �� ����������������-�������������"����0�����������������������-�������������"����0��?������������������ ��������������"������������� ���������� ��������� ��������� ������� ��� ��B�������� �������������$������������������������ ������� ������� ����������(����������� ������ ��������� �������������������������� ������� ��(��� ������������ �������� ����� �/!!!!�O8��@������������ ����������� ������� � ���������$��*����$ �?I���� ���

#���������$�� ������) ��,�����%

' �� ������� ����������������������������������� ����$ ������ ������ ������� ���������������� ����D�������� �����������������������������������$����� ���������������)����������������� ���������������������������������������@���������������������� ����������$�������������������

+���� ������ ������'�%

Page 96: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

*�����2���������� !����������

�� ����������� ��$ �� ������������� ��%

&�� �$���� ������ ��������������������������������������� ���������������"������� ������������������ ��� ����� ��� ����� ��� ������� �� �� � $���� � �� ��� $������ ��� � ������������ ���� �� �������������� ��������������������������������������������������� ���"���������������������

&D��������������������� ���������������� �$���� ������ �������������

&L������� ��������� ������ ������$ � ���������������������$�����B������� ���� ������������� ����������������������)�����������

&D���� ������������� ���� ���������� ���������� ��������� ����� ������� ����� �$���� � �������� �

&@����������������������� ���� �� ���������������������������

&' ������-������0������� �$�������������� �$���� ���� �

&# �� ��� ���(���� ������ �������� ������ ������������������������������������G� ��� ����� ���� ����� �?<�

����������������������������������������� ����� ������ ��������������"���������������������������"�����$���������������� �����������������D������������� ������������"� � ���� �-������������� �$���� ���� �������� �� ������ ������������ ����������� ����0��������������� �������� ������������������������� ���

����"����5�2�� ���� ���

Entrada vapor

Salidavapor

Page 97: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'������������������� �?I� ���� �������������������������������������$ ������������������������������'�����

�������� ����������,������ �������!��� !����������

6���%

∆�%�D��������� �������� �����������������������-���%�I������ ��� ����� ������������� �������������� ��������������-����%�B��������� ����� �������� ��������������������������������������������-���%�I������������������������������������ �����-���%�L�� �������������� ����-����� ���������� ��(��� 0σ%�=������������������@R4ζ%�=���������������� ��������������������������������%�=��������� ������������ ������� ��(����� ��������������������������������������� �������

�����"��)�8�7.���������� ������?��

'������������ ������������ ������������������������������������� ����������������������������������� ������������ ������� �������������������� ������� ������ ���������������������������������������������� �$�������� ������� ����������� ���������������' ������������ �������������������������� �����������������"�� ������������������������������ ��� ��������������� ����$��� �

��

=∂∂ξ

BB’

A

A’

U1U2

V1

V2 O

W

X-X’

Page 98: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

( ) ( )( )��

������ 2211 ⋅−⋅⋅=

'������������������� ���������������������������������./S�� �����������������������������������������������"����������� ��� ����������������������������������� ������������ ������$� ���������./���.0/0�

’.’. ���������������������� −=ξ ���������������������������������������-1�;0

'�������������������.0/� ���������������� ����������������������� ���������������� ���������������������������� ������������� ��������� �� ����� �

( ) ( )σσξ +⋅∆⋅−+⋅∆⋅=��

������ 2211 ����������������������������-1�20

'���������MMR� ��"�%

��������� 1&�2�

#����3�� ������ ����$ �������������������������� ��P�T4����� �������� ������������������������������� �����������������������4���� ���

�� 1&���

B��������������������������'���������� �?I� ���(��� �����������������������������������"���6� ������

��� ���� ���������P!������ ∆56P!�-�����"�������������� �����0������ 02

2

≅∆� ��������� � ��������

������������������������%

1&���

( ) ( )( )��

�����

�� 2211 ⋅−⋅⋅

∆∆

=

( ) ( )[ ]��

������ 2211 ⋅−⋅⋅=11 �� ⋅= ϖ

22 �� ⋅= ϖ( ) ( )[ ]

�������� 2211 ⋅−⋅⋅=

11 �� ⋅= ϖ

22 �� ⋅= ϖ

( ) ( )���

��

����������

������ =−⋅+−+++=

2

22

����

∆=

Page 99: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

#������ P

�� ���������� �������������������������������������������������/����������� ����� ������

����������������������������� ��

������! ������ ���

'���������������������������������� �$���� ���� �������� ������������� ��� ����������������������������������� �� ���$����� ���������������������������������������������"����� ��������� � �� �-���� �0������ ������������6������������� ��� � ���������������������� �������������������

����"�������7������������������������'��������

����"�������7������������������������'���������

��

α� α�

α�

α�

β� β�

β� β

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

α�

β�

��

α�

β�

α�

α�

β�

β�

��

��

Page 100: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����� �� �$�����,�������� �� �$������,����

'�� �������$����� ����������������������7���6�8�P8�-�� ���� ������������� �� �������

����"��"�6�� ������� ��/�

����"��)�6�� �������� ��/�

��

��

β1 β2

β2=

β

Page 101: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.
Page 102: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

⋅−

⋅= 2

1

21

1

coscos2 ααη

−⋅⋅=

11

1

cos4�

�αη

11

1

1

2cos

2

cos

� ⋅=→= αα

������-1�/ 0

���-1�/+0

��-1�/.0

�-1�/10

6����P����-�(��� ���� ������������������� ������ 0

����-1�/;0

D������9� ��P��9����9� ���������������� �������������������������� ��������$����������������� ������������������$(���

���-1�/20

B���������������$��������������� ���������$(������������ ���� %

�-1�*!0

�=η

( )���

�������� 21 −⋅⋅=⋅=⋅

2

2�

������ ⋅⋅=∆⋅=

⋅⋅

( ) ( )���

��

��

��

� 221121 coscos22

ααη ⋅−⋅⋅⋅=−⋅⋅=

ηk

u/v10 (cos α1)/2 cos α1

Page 103: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��� ��$��"���������� ������������������������������ "��������������������

����"��-����7������������������� ��.���������� 70� ������ ���

2,�������� ���!�$���

���B���������������������������� ������ ����$����������������%

&�?��������� &�5��� ��������&�D��������������������������$����

?���������� �$���� ����������� ������� � ��� ������ ���������� ��(���������� ������������������������ ����� �

?����� %�ϕQ/�%�������������������� �����������������!�29U!�21���������������� ������ ����� ������� ���������������������������1�/9������������������%

������������������������������-1�*/0

V���� %�B������ �$���� � ��������� �������� ��(���������� ������������������������"�����$���������� � �$����� ������������ �����ΨQ/

��-1�**0

�����

∆⋅⋅=⋅= ϕϕ1

12 �� ⋅Ψ=

v1

α2

w =w1 2

u

u

v2

α1

Page 104: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

)( �����

���

���������� +−∆=∆→

∆∆=η

)(int �������

���

����+++−∆=∆→

∆∆=η

)( ��������

���

��������� ++++−∆=∆→

∆∆=η

����

��������

��������

�����

������

int)(

)(

ηη

η =+++−∆

++++−∆=

∆∆

=

���B��� ������ ������� �����������"�����������������������)������������ �������������

���B��� ������������������������������������� �$���� ����"� ���������� ����� ����������

��B��� ����������������������������� ��������$��� �

��B��� ����$��� %���������� �������� ������� �� ������������������

&L������� %

∆��%�6��������$��������$���

Teórico �

��

�∆=,η

térmico

Indicado ������

��

,int, ηηη ⋅=∆=

ψ

Φ = 180−(β+β)1 2

AcciónReacción

Page 105: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�%�������"������

����������������������������-1�*90

4���$������� �$��� �)�

������������������������������������������������������� ������-������������������ �$���� 0�� ���(��� ���������������B������������� ����� ��������+��������-������0��������������������"������ ������������

�������� ������������� ������������������������������ ������������� %

&�J���������� ���������������&�5������ ��������&�B���� �����$�������(��� ��&������ ����

����"����%������� ���

����������������.

$�P�/>ρ��-���������� ���"������������0

�.9�:.�P��39�$. ��3�P�:.9��.9ρ.

������������������������������������ ��������� ���������� ��������������������� ���� ������ �����%

���-������������ ������0��P� )1(2 ��� −⋅ �������������������������������������-1�* 0

�������������

���

� ηηηη ⋅⋅=∆= int,

A S

A

1

A SA S

A

1

2( 1- )� ������

Page 106: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.
Page 107: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����������� ���������������������� �$����������$�����������$ �$���� ���� ����������������������������� �$���� ������ �

@��������Φ(�1�

���0�������� ���������� "������������� �������-���� ���� ������������ �������$(��0�

6������������� "���� ��������(��� ��

-1�*20

����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

' ������$(���������$(��������������-1�

��0��������������$(���:��

6���W��G����-���� ����� ���������������0�� �����������������������������������������-5���1�**0�

P1 Ps

1

m

s

P1 Ps

1

m

s

����"����� �������������$���������

6����Q�����������������������������)�����������������������������������������������-5��1�*90�

����"����� �������������

1�

�� =

+ 1

2

γ 1+γγ

P1

1

s

Pm<PsP1

1

s

Pm<Ps

Page 108: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

*�����5������ ��

'���� �$���� ��� ��������� ��$ ������� � ����� ������ ���(���� ���������� ���� ��' �� ������ ����$ � �� �� �������� ��� ��������� � ����������� � ���� � ���� ������� ������ �� �"����� ��� ������ ������������������������������������� ���������� ���� � ����������������������������������������������� ������������ ������������ ��B���������������� ���������� ����������)������ $���� �������������� ������������������ ����������������������� �� ������ �

�� � �� � �� �� � ������ � �� �������� �� ����� ���$ � ������ � �� �� ����� � ��)�� ��� �������� �� ���������������������������������������B��������������� ����������� � ����������������� ��� ���"��� �

B������ ���� � ��� �������� ������������������ "��� �������� ���������������������� ������ � ��� � ������ ����$��� ��������� ���������� ����(�� �� �

B�������������������������� ������������������������������������������������� � ����������������� �������� ������������������������ ���������������������� ������ ����������� ��� ������� ������� ����� �*+!ED��@������������( ����������� �� ������ ������(���������������(��� ���������$ ��������������������� ������� ��B��������������� � ������� ����� �+.!ED�������������� ������ � �� ���"��� �

�����������

*����������������

'���������������������� ������� ������������������ ����������� ������� ������������ ���$��������������������� ������ � ������ �������� ������ ������ �����%

&�@����������� ���"���&�@�������������������������������������������������� �������������������� ������������������ ������� ����������������� ����������� ����������������"��&�D��������������������������������&�I �� �������������������&�?�������������"���������������������������������� ���������������� ������� ��������� �(����� �������� ��������"���������������� ���������������

'���������������������" ��� � ����� ������ �-���"��������������� ����������� ���"�������������� ������$ ����(���� �������� ������������������� �)��� ��������� ����� ������� ����������� -�� �0������� ������ ������������������� ��������0���������$ � ������ �������������� ��������������������� �$�������� ���������������������������( ���������"�������� ��� ��������������������� ������B���� �� ������������������� ��������$ ��� ���������$ � ������������� ������������'����������� �������������������"� ������ ������� ��������������� �������������������������� � ����� � ����� ������������ ��������������������������$� ����������������������� ���������������������������������������������� ������������������������������� ����������������$������������������������������������������ �������������� ������

Page 109: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

D���������������������������������������� ���� ������������ ��(����� ��������������������������������������� �

'�������������������������������� ������������������ ���-������������������������ ��� �������� �� ������� ��� ������0�� �� �� ������������ ���� ��� ������� ���� ���� -����� � �������0� ���������� ������� ��'���������� �������������� ������������������-�����0������ ��������� �������!�+,�������������������������������������������� ���������� � �������� ��������������� ������������ ���� �������� ��������/!!,��������� ����������������� ������ � ����������� ���������������������

��������������������� ������������������ ����������������������������� �$��������������� ������� %

&���������-�:0����������$������������������������ ������ �&�'�������������("���������������������������� ���������������������� ��$����� ����� �� ����������������������������� �������������������������

���������� ������������������(��� ������������������������������������������ ��� ����������������������������������������������������(�� ������� � ��� � ����� ���������(����������� "������������� �������� � ��� �������������������� � ��� ������������������������� ������������� �������� �������������������������������������

@��$ ��( �������� ����������� ���(���� ��������� ��������������������������������������� ����� ���� ����������������� ��������� ������� ���������� ������� ������������(���������� ������ ��� ��� � ������� ���� ������ ������� �

/��'���� ������������������ ����� ���

'�������������������� �� ��)��� ������� %����������������������D������������� ������������������������������� ���������� ������ �� ���"��� ��������������������������������������������������'������� ����������������������������������� ��������$�������� ������� �������� �����������������$� ���������������������

6� ���������������������������� ��������� ������������������������������������ ��������������� ��������������������� ���������� ������������������6���������������������������������������$��������������������� ����������������������� ��� � � ������� �������������������������������������������������������� ���)���������( �������� ������� �

*��@��� ��� �������� ���� ��"���

'����������� ������������������������������� ��������������������������������������� ���� �� ��"��� ������� ��%

&�D������������"��������� ���������&�B�������������������������������������������&�'��������������������������������������������������������������������

Page 110: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

&�@ ����������������������������������������������� �����&�B� ����������������������� �������� ����������� �������������������&�6��������������������������������� � ������� ���������

9��D���� ���� ��� �� �

6���������������������������������������������������������������( ������������ ������������������������ �������� ������������������ ������ ���� � ��� ����"��� ���� ��� � � ������������������� ����������� ��������������������� �� ����� ������� ��$���� �������� ����

��?��

@����������������� ������������������������������� ��� �� ��������������� ����������� ����'������ �� ����� ������������ ������� ������������������������������������������������������� ������ ����'���� �������������������������������� ��������������������������������� ��� "������������� ��������������������������������������� ����� ��������� �����������������������������������������' ����������������� ������������������������������������������������������� ���������� ������� �� �������� ������ ��������(�������� ��� � ����������-��������0������������ ��� ���������������� ������� ���-����������0�

+��'���� ���������������� �

�������������������(��� ���������������������� ��������������������������������"�������������������������������������� ����������$(�������������������'���������������������� ����������� �����"���� � ��� �������������� � ��� ������� ������������ ���������������� �������"������������� ������������ ������� ��������� ������� ������������� ��%

&�'����$� ���5������������������������� ��� �����$��������������������� ����������������������������������������� � ����� � ��� �&�;���'����������������������������������������������"������������� ������������������� �������������������������������"���� � ��� �&��������� ������ ������ ���������������������� �������������22,������������� ������� ����������������� �$���������������������� �����"���� ���� � ��� ���������� ��������������� ����� ��� ��� �������������������������������������' ���������������������� ������������� ������"�������� � �������� �������� ��������� ���������� ����$ ��������

*�������� ��������� ����

���������� �����������������������������������������������'������� ����������������� ���"������� �� ���� ����

�������� ���������������������������������������������������������������������������������$�������������B��������������������� ����� ����� ���� ��� �����������������������������������

Page 111: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������� ��� ������� ����������� ������������������������������������������������������%

&�'�������������� ������������ ����

&�����(��� �������� ��������������������&��� �$��� �������������������� �-���������� ��������������0����� �$��� � ������� �-������������0&����������������������������&������������������ ��� � �������� ����

'������������������� ������� � ���� ������������������������������������ ������������������������������������������ �����������������������$ ����������������������������������������������� �������������������������������� ����������������������������������� �����������$ ������ ���� ��������� ������� ��$ ���������� ���������?I� ����� ������������ �������������������� �������� ��������� �

/��D����� ����������?�������������

X ���� ����������������������������������� �$���������������� ������ ���������������� ��� � ���������� ��������������������������������������� ����� ��'������������������������� ����(��������������

�����"����*����������� ������%������������������������������

Salida de vapor

Tubos de gas

Hogar

Agua de alimentación

Purga de lodos

Page 112: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

#���������� ������� ��������������������� � �����������%

&�D����� ����������� ��������� �� ���� &�D����� ��������� ��������� &�D����� ��������� �����

�� ��$ �� �� ��������� ���� ����� ����������� ��������� ������������ ����� ���.;!!�O��������������������@����� ���������" ��� � ��%

&�B� ������������������������������������������������������ ���� ������� ����� ����������� ��������������������&�4������ ��� ��� ���������� ������� ������������� �&�J��� �����$ ��������������������� ����� ��������������������������������� ������������� �

*��D����� ����������?��������������

D���� ��������� ������ �$�� ������ ����� ���� ������������ ��������������������������� ������ �����"�������������������� ���� ������������������� ���� ������� �$�������������� ������� ���� ������������ �����������������������������J���������������� ����� ������������������� �������������������������� � ��������������������������������� ����� �����������������$����������������������������� � ������� � ������������ ���������������������� ���������������� �������� ���������������������������� ������������������������������������������ "������������� ����� � �����)���� ���������������������

' ��������������� ��������������� �� �������� ����� ������ ����������������������� ������� ���)����� �� ���������� ���������" ��� ������ ��������������������������������� ����������� �� ���� ������ �

����"����*����������� ����

Colectorde vapor

Vapor

Circuitode aguaColector

Page 113: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����� ����� ��� ������������������������� ��%

&�'��� � ��6� ������������������� ��� � ������ ��������������������������������������������������� ������� �����������������������������������������������������&�;����� ������������ �������� ���������������������� ����&�: �������� �������������������������������������������������������������������� ������� ����������������������&�<������ ����������������������������������������������������� �����������������������������(��� ����������������

9��D����� ���������������

������������� ��������������������������� ���� ���������������������������"����������� �-����� ��$ �� ���0������������������������� ���������" ��� � ����� ����� ����� ����� �

'��������� �$���� ���������������������������� �����������"���� �-����������������0�� ����������������������������������� ���������� ����������� �������������� ���� ������ ���������@���� ��������� ���� ��������������������������(����������������������� ������������������������������������� ����� ������� �� ��� ������� ����������� ���'�� ���� ��� � �� � ������� � ������ �������������"���������������� ������� �����"���� �������� ����� ������ ��������������������

#������� ��� ��� ������� ��� �( ��� ����� ����������"���� � �������� �� �� � ���� �� ���� ��������� ��������� � ��������������������������� �������� ����� ����� � �������� ������������������������� ���������������������� ���������� ������ ��������������������������������� �$������������������������� ����������������

6����������������� ���� �� ��� �������������$ �� %

&�=�� ���) � ����(��� ��'������������ ���������������������������������������������������������� ���� ���������������� ������ �����"���� �������������� �������� �� ���� ����������"���� �

&�=�� ������������������6� ��'��������� ��������������������������������������������� ������������(������������������ ������ �����"���� �������� ���� ����������������� ���(������������������ ������������� ����������"���� �� ���������� ��$ ���� �

&�=�� ������6� ������������������������������� ��)����������� ���������������� �������������B������������� ��� � ������������� ����������������� �������������������� ������������� ����������������"���� �-���������������������������0������������� ����� ������������������������� �������������� ���������"����� ����������������"���� �-������������������������������������������0�

&�#����� ���������� �� ������������ ���������������������������������������� ����� ���������������������������������������( ����������� ������ �������� ��� �����"���� �

'���� �� �)���� ��� � �����������������������������������������������"���� ��'������������� ��������������� ���� ��� ���������� ������������������'������������������ �������� ������������������������������� ���������� ����� ������������ �

Page 114: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����"��"���������������������3+��<�1���������2����������/��������7������ �����

�� ���������" ��� ����������������������������� ��� ����� � ����� � ������ %

&�B��������������� ��������������� ��������&�6���������������������� ����(�� ����� �/!!�������� ������������������&�B����������������6F*����� ��� � �������� ����&������������$����� ��� ������������� �������� �������� ���������������������������� ������������������������'���������������������� ��������� ������&�:������ �������������� ������ ������� ��������������� �&�' ��� ��������������������������� ��������� �����&�������� ���������������������� ������������� ����� �����"���� �� �������&�@������� �������� ��"�������� ������� ������"� ������ �� ��������� ���������"���� ���������� ��� ����&�H� ������������������������������������������ ���� ���������������������� �$� ����������������������������������� ������ ���"����&��������� ������������������������������������������������������������������������ �$����������������������������������� �$� ��������������� ���� �����

Fijo Incipiente Homogéneo

Burbujeante Transporte neumático

aa

a

aa

Page 115: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

*�������$!���$ ���������� �����������

B������������ ������� ���� � ��� ���"��� ����� �� � ��'�������������������������������� ���������������" ����� ��������� ����������������

�������� ���� ���� ����������������������������������������������������'����������$ �� ���� ����������������������������������������������;+,�

D�����"��� �� ��� ����� ������ �������������������� ������������� ����& �����?������� ��� ���������������� �������� ������ ��� ������� ������� ���������������������������� �������"������������������� �� ���� �����������������"���������

D���� ���� ��� �� � �������� � �������� ��������������� �����������������������'���� ���������� ��������� ���$ ��$����������������������� ������������������������ ����������� � ���� ���������� ������� ������� ��������������������������������� ���������� � ��$ ����� ����������������� "��������� ����������� ����������������������������'���� ���������� ���� ���$ ����������� �������� ������$ ������

6������������� ������ �� ��������������� �������������� ������� ����� �

������������"������������ ��

' ������������������������������ ������������?I��' �$���� ����������������������������������� ���-9+���+!�����0����� ��� ������������������� ������ ��� ������������������� ������������������������������������ �������������������������������$����������������� ����������� �������������� ��������������������������� �9!!!!����� ������������� ���"���������������������� ��� ���������

��������������� ������������ ���������� ������������������ ����������������� ��������������-�������0����������"�����������������������������"������������������������ �������������������������������������������� ��������� �������������������������������������� ����

<����������������������"�� ��������������������������������� ����� ����������������������� �������������� ��������������������� ��������� ��������������������� ������ ����� ��D��������(���������������� ��� � ��������� ���� ���������������������������������������� ������"���' �� ��� � ������������������ ����������������������������������������� �������� �������������

'��� �� ������ ���� ��� ����� �������������������������������� "�� ��� ������������������������������������������������������������������� �� ��F��� ���� �������� ���� ��������������������������������� ������� ����������������������������������� ������������� �� �� �

������������������������������������������"� ���������� ����� �������������������������� �$�������� � ���� ������������������������ ����� ����������� ����������� ��������"��������� ���������"������ ����� � �������� ������"���� ��'������������������������������������������������� �(����� ������ ����� ������������������������

Page 116: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Page 117: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����������������

���� � ������� ��

6��������$�����6����������������� �� ������������������������������������������� ���������� �����������������$���������������������������� ������(��� ����"���� ������������������������������������������� ������������ ������������������������������������"��

D����� ����$���������������������������� �������������������������������(�����:������5������� ����� ��������������������������������������� �����������(�����+����� ��

�������������������"��(��� ���� ����������������������� �����G������������������������������� �� �$���� ���������������� ���������������-� �������5���0�������� ����� �����������������������������B� ���������������� �������� ���� � ������������� ���� ���������� ������� ������������� ���� ���������-� ��5����5���0��������������� �6�������������������L������6�������' ���)��������������� ����� ������������������������ �� ��������������������������������������������� ��$���� ������'�� ���

J������������� �������$�����6�������������������������$����6������������$�����'�� ������������������ �����������#��������������� ����������������������� ������ � ������� ����� ������������������ ��$���� �6������ �������������� ������������-��� �� ��������� �;�9�*���;�9� 0��#��� ������ ��������������������������������������"�� ���������������� �'�����L��� ����L��7��&J����������������� ����$ �������� � ���� ��� ��������� �6������

�����������(������������������� ������� �6������ �������������/.22������������������������������������������������(��� ���������������������������������������������������������@������ ����5������� ������������ ��� �������6������������ �������������$��������������������������������#������������ ������������ �������� �6������������� ������ ������������������������$�������������

'��/1+2�8������������������������������$���������������J�A�������<��������7�����/;!/������������������������������������/;/.��� �������� �L��������3��� �6����������������������� ����������������������������

=���� ��$ ����������� ��������������������� ����MHM�-'�� ����D��������0����������� ����������� ������ � ������������������������������� ������ �� �������� ������� �6�������#������������������ ����������� ��$���� ������������ ������ ���� ���"������������������������������"������ ��� ���

Page 118: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��� ����MHM����������� ��������� �6������ ��������������������������������������� ���������� �������� �������� -!�/Y � 780� ����� ��������� �� 6�� ��� ������� ����� � �� ����� � � ����� � �� ��������� ����������"���������$ ����������� ������� ������������� �������������������:� ���/2 ! �������������������� ������� �

'�������� ������������ ������� �������� ������������������������������� ����MHM�������������(������������������������������� ������ �������������-�� ���� ���� ���� 0���������� ������� ���������� ��������������� ������� ������� ��' ������������������������������������� ������� �������� ����� ���������� �������� ���� ����MM������$����������������� ������� �6�������'�� ����������������� ������������������������ ����������

#� ����������������������������6������������������ ������� ���������������������� �� ����MM������������������������� ���� �� � �� ��� ����������� ���������� ��L����������������������������������������������������������� ������������������� ����� ������ ���� ��� �� ������������ �������� ������ ������� �6������������ ������������ ��� ������������ � ���� �

=������������� � ������������ �������������� ������ ���� �� �$��� ������������������ ���������� �������(���������������$���� �6������ �������������������� �������������������� ������� � ������� ��'( ������� � � �������� � ������� �� ����� ����"�� ������� � �� � ��������� ��������� ����� ������������������

���� �#��� ��� �����������$� �� ��

'��������6��������������������������������������������������������������������������������������� � ��"���� ���� ������ %������������������(��� ����������������������������������������������(������������������������������������������������������������� ��������(��������������������������������

'��� ����������������������������6������� ������ �����������������;�/��������������� �$�������������� �� ��� ������ ������ � � � ���� � ���� �� ��'������� ����� ��� � ������ �� ����� ������������������������ ���������������������������������������������������������������$�������������� �������������@�������� �� ���������$������������� �����������������������������������������$�������(��� �����������������������

�����������

��� ��

����� �����

�������������� �������

�����������

��� ��

����� �����

�������������� �������

����)����5�2�� ��������������� 72�����%���������?� ���

Page 119: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

Regenerador

Vmàx F Vmàx CVmín F Vmín C Vint CVint F

1

2

3

4

1

����)���5����������������; �������������7 ������������.����������������������' �0�<���� ��� 70� �������7 ����.�/���'���<���� ������� �����������7 ����.�/���' ���<���� ��� /�� ��������7 ����.�/���' ��*<��� ��� /�� ��������7 �������������'��*<���� ������� �����������7 �������������' �0*<���� ��

70� ��������7 ������������

�'������� ��������� �� ��������������� �����������������;�*���� �������������� � %

/�������������������� ��������������������������������������$�������"��������������������������� ����$������ ��$(���������� ���������$�������������� �$������������"����

'��������/&*��6����������������� ���������� ��� ���������������$�������"���������� �����������(����� ��������

*��'������� �������������$�������"��������������� ��"��������������������������������������������� ��������$������������������)�������������"����

'��������*&9��6��������������� �� ����������������$�������"����������������������� ��������'������������ ��������������������������������������������������������������������������������� ��������������$��������������� ��������������������

Page 120: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

9��?��������������� �$��������$��������������������������"������������������ ���������������������� ����������������������������$�������������������� ����������"������� �������������������"������ �����������

'��������9& ���'(��� ��� ���������������$��������������������� ������������������ ��������

������$������������������������ �$��������������$(������������ ���������$�������"�� ���������������"����

'�������� &/��6��������������� �� ���������������$��������������������"���������� ��������'������������ ������������������������������������$�� ���������������������$������������������������������������������*&9�

' ���������������� ������ � � ���� ����������������;�9������ ������������� ���������������������������������� � ���� ��$���� ��������� ����#��� ��������( ���� ����"� ��������������������������������������������������������������������������� ����������������������������$�������������������(��� �������������"�������������� ��� �������������� ���������� ���� �� � � ������ �������������� ��$�������������� �����������������������������������

������������������������������������� ��������������� ������������ ���� ��������������� � ���� �������������� ���� �����������������;� �������������� &/���9& ���������$�����������������"���� ������������������������������������ ������������������������ ����� ������� ������������� ��$���� ��' ����������$�����������������������������$�������� ��������������� ������������������������������������������������������� ������ �������������������� ���������� ���

������ ������������������������������ ��� ���������������������;�9������ ������������������������ �������&������������������������� ������� ����������� ��'��� �������������� ���� ������������������������� ����������������������������������� ���������$������� ������������������� �������������������� &/��������������������������9& ������������ ���/&*�

����������

�������������������������������������������

��������

������

�����)����5�2�� ����������������� ��%������

Page 121: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������� �������������������������������������������� ����� ��������������;�9� ��� ��������� �������������%

H��'��� ���� ��������������������������������������������� ��������������� ��������������������������������� �$��������$�������"��

HH��'��� �������� �������������������������� ������������� ��������������������������������������������������������"����

HHH��'��� ���� �������������� �������������� ����������������������������������$���������������������������������� �����������������������' ������ �� �� ����������������������������'������ ��������������������"����

HI��'������� ��������������� ����������������������������� �������������������� ��� �������� ��������������������������������������������� ������������������������������������ ����6�������������� �������� ��� ����������� ��������������� ���������������� ���������������(��� �������� �������$�������"��������� ����������������D��������� ���������������� �������������� ��������������� ������������� ���������������� ����H�

Vint

Vmàx

Vint

Vmàx

C

F

3-4

2

1

2

3-4

1

2

3

1-2

4

3

4

Vmin

Vmin

����)����5����������������; �������������7 ���������������.�/�����������������1��������������

��!� �� ���� ���� ��� ��� �����

���������������������������$�������������6������ ������������������� ���������� ���������� � ���� ������������������������ ���������������� ������������������������������(��� ��� ������������������������������������������������������� ��� �������������(��������

Page 122: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

' ��������������������������������������������� ������(��� ���������������������� ���������������������� �������(��� ��������������������������������������������������������

@������������������������ ����� ��� ��� ������������ ����������������������"��� ���������������������� ������� �������������� ����� ����������� ������� ��������������������������������������������������������������������������������������(��� ������������������������������������������������� ��� ������������ �������������� ����������������������� ���������$����������������� ��(��� ����$�

�� � ���� ������ �������$��� �������������������� ���������� � ������� ���������������� ���������������� �����������������

#��� ���������( ����� ������ ��(����� ����������������������6����������������������������������� ��������������� �����������I����������'�� ��������� ��� �����������B�����#������ ������������ ��<��������������������� ���������� ������������������������� ��������������������I�����������������B����

B�����������������$� ���� �������� ����� � ������������������������������������������ ������������L��� ��������� ������������ �������� ��������� � ����������� ����6�����������'�� ����' ���)��������� ���(�������������� ��� ���������������������������� ������������������������������������������ ��$���� �'�� ��������� ������������� ��� ������������������������������� ������� ����� ������������ ���� ������������� ����

5����������������������������������������������L��� ���������������������������� ���������������� �� ���������������� ����� �:������5�<����������������������� ���������������������������������� �� ����������������������L��� ���������������������(��� �����������6����������������(�������������������������������������������������� ����$(�����������

F����� ��������� ����������� ��������������������� ����� �� ���� ����� ������� �6�������� ����������� ���������������$����� ������������������������������� ����������� ������� ��' �������� ������������������������������� ������ �� ������� ������������������ ���� ��������������������� �����������������������������������������"�������� ������������������(���������������� ������������������������������������������"�������������� ����������������� �������������������> ����������� ��$���� �������� ���������� ������$���� ����� ������������$��� �

B���� ���������������$� ����� ����� �� ������� ���������������������������������������������(������ �����������$���� ���������� � ������� � ������������( ������������� � ��� &� �������� ��������������� ���������� ����$��� ���������� �������� ��������������������� ��� ������������������ ������������ ����� ������ ������������� ���� ���@�� �� ������� �� ��������������������������������������$����

/������&������������ ���� !��������,���������������� �����$�����

�� ���������� � ������� � ����������������� ���������������������������� ���������������� ����������� �� ����� ��������� �������������� �����$��� ��B�������������������������������� ��� �������� ��������� ������� ��������������������������������������� ���� ����� � ��� � �

Page 123: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

B�������������������� ���������� �����������/�-5���;�+0��� ������������*������ ������������������������������� �������� �������� � ������ �

IsoterAdiabática(1pa

)Adiabática (4 )

P

V

TH

1

2

T

S

TH

TADIAB

1

1 2

�����)����&�� ��������.� ����������������0����������������

'����������������������������(��� ��� �����������������������(��� ��� ������%

���P�#��<����-�

�>�

�0���������������������������������������������������������������-;�/0

'���������������������������(��� ������$������������ ��)������� �� ������������������������� ������ ������������ ��� ����� �� ��� ���� ��������� ���$����� ��� � ��� ������ ��������������� �����$� ���� ������������������������������������������������������ ������

��������#����

�P�#��-�

�>�

�0��������������������������������������������������������������������������������������������-;�*0

��������������������Z������

�P������-#

���#

����0���������������������������������������������������������-;�90

B��������� �������� ������������$���������$ ��� � ���� ��(��� ��� � ����� ��������� ������������ ���������� ����������������� ��D���� ��� �����������������;�.������������������� ������������� ��$(�������� ������������������� ��$ ��� � ����$��� � ��� �����$ ����(��� ��� �$��������� ��������� �������

B������������������ ��������� ������������� ����������������������������������� �������������������������� �������������������$���������� ������ ������������� �����(��� ������������������������������ ��������������D������������������ �������������������������������� ��������� � ��)����� � �� � � ������������������������(����������������������������������������� �����������������������������

Page 124: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

2

1

4

V

P

3

�������������

�����������

2

1

4

V

P

3

�������������

�����������

�����)���5�������������������������7 ���������������.�/�

�D$�������������������� ����� ��������� %

6�� ����������� ���������������/!!�����������������������������"������/!!�����������������$(�����*!!�����'���������������� ��)������)������������ ����$��� � ���� ���� ��)�����������;�/�

�� ���)����*�������������.���������������������.� �����

�������������� �����������

���������������� ��� ���

������������������ ��� ����

������������������� ��� ����

�������������������� ��� ����

��������������������� ��� ���

�������������� ��� ���

6��)���� ��� ����� ���������������������������������$�������������������������������������B���� ���������� ����������������������� ������������$���������������������� ���������(�� �������������������������$(����' ����������������� �����"��� ���������� � ����� ��������� ����$��� ���� ����� ����)����������������� ���������������������� �������'��� ����� ����������� ����� ��������������� �����������������������������

Page 125: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

B������������� ����� ��������������������������������������������������������$����� ������������������������������ ��������������������"����������������������������� ��$��������$ ����(�������������� ��������� ��)������ �������

/��������� ���1� ��

'��������������������������� ���� ������%

D����� ��� �������� ����%�'������$�� ������ �������(��� ���������������������������������������������� ���������- ���������������#

����0��������$������������� ���

��������������S�������� ��������������������

B���� �������������� ���0�>�%�'���������������� ����� �����������$������������� ����������(��� ���������� ��������������������� ������������� ����$�������� � �� ���� ��'������� ������� ���������������� ������������ ������ ����������������������������'��������� ����#

�������#

� ��������� ���������������

�����"��������

�������������������������������

+������'���� �?������ >�@�%�'������$�� ������ ������������ ���������������������������������������������� ��(�����- ���������������#

� ��0��������$��������(��� ���

��������������Z�������� ��������������������

�� �� ��5�����$ � @�@0���%�'��������(������ ����� �����������$��������(��� ��������������� ���������� ��������������������� ������������� ����$������� �� �� ���� ��'������� ������� ���������������� ���������� ����� �����������������������������'��������� ����#

� �����#

���������

�������A���

����������������Z�W�ZS���������������������������������Z

����≥�ZS

��

'����������������)��������������������������������� �������������������$����������� ������������������������� ��)����������� ������� �������������������������������� �������#

� �����#

������������ ��

'������� ����������L��� � ����� ����������������;�1������������������B&I��������������� �$��� ����� ���������������������������?&6��������� �� �����������������'������ ��������� ���� ��������������D�������������� �� �� ������������ ������)���� �-� ���������0��'�������������D������� �$������������ ������ � � ������� ���� ����$��� G� ������������$(���������� ������������ �� �� � �������������������������������������������������� ����� �

'���������B&I���� ����������������� ����������L��� ���������������������������������������$ ���������������D�������#�����"� ������������� ������� ������ �� ������ �����������L��� �-������ 6������������������0� ��$������� ��� ������� ��������������������L��7���-�������������D������������ �������$������������������������0�������������������������� ����������� �

'����������������������������������� ������������ ��� �� ��$(���������� ��������� ����������������������� ���������������� �� ������������ ��'���������D��������������������������������$(��

Page 126: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������L��� ����������������������� ����������������� ���������������������������6���������)���� ������������������ �����$����������� ����������L��� ���� �������������������D������

�����)�"�#����� ���&$'����$%������������������������?� ������4������5���/����� 7��.�������� ����������������*������������� �� ���� �������������; ����

'�������$����������������������� ����� �������������������������������������������� ����������� ���� ��������� ��������������������������������� � ���������(�������������6���������������������������������������������/�����

ε�P���������� ��

B��������� �

�-;� 0

' ������$���������������� ���������$���������� ��������� ����� ����� � ������� ��������������������������������� �� ������������ ��������� ������� �-���������������� ���P�I

���>I

��0��D����

�� ��������� ��������� ��� ����$ ������ ���������������� ������������

)()( ���������������������� >

máx

mín1�

����������−=≤ ηη ������-;�90

' ����������������������������������������������������� ����� ��������� � ������ ����������������������������������$�����' ���������������������� �������������������������6���� �����������������������(��� ����������� ��������������������������� ����������������������������������������������������������������(���"��������������������� ������������$�������������� ���������������������������(������������������������������ ������� ����������������������������������������� ������������$������ ������������������������������

' ���������������������������������������� ��������6����������� �����(��� ��������������� ���� ��������� �� ������ ���$����� ����� �� ������ �� �(�� �������� �� ��� ������������ �� ��� ������-�����(��� ��� 0�������������������������������� ���������

B������������������ ���$� � ��������������������� ������������������ ������ �������������������� ������������� ��������������������������������$���� ��$��$ ����(��������������(��� ��� �������� ��� � ��)�� ������ ����� ��)�����$��� ������ ������ ��

Page 127: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�0��'(��� ��� ����������$��������������L���

'������������� �� ����� ���������������;�;�� ��� �������� ������� ����� ��������������� ����� ������ %

�����L��������������� ������B�� ����$(�����������-���0���D�������" ��� ������ �-D

���D

�0�-3>���TO0

����D������-��0�����?������������$(���-O0����?������������"����-O0���L�����������-,0

'����������� ��������������������������������������������

�����)�)��*�������4�����

D���������������������������������� ��������$������ �������������$(������"���%

V min =Cilindrada

Relación de compresión – 1

V min =Cilindrada

Relación de compresión – 1���������������������������������������������������-;�+0

������

I ��

�P�I ���[����������������������������������������������������������������������-;�.0

Page 128: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B�����������������)����������� � ������ �����������������������������������������������*S�

���?���P�?

��[������������-?

��&�?

�0�������������������������������������������������������-;�10

H�������������� ����$(���������������������������"���������������������������������� �� ������� � ��������������)����������� %

n =

Pmax Vmin

R T2n =

Pmax Vmin

R T2������������������������������������������������������������������-;�;0

D���� �� ���� ���� ������������������ �������� ������������������� �����������������������������������

�� ���)���50������������������7������������������������������������������

����� ������� ������� �� ���

1TC nRT1’/P1’ P4’

2 TC Vmín NRT2/V2

2’ TC +regeneración (TH- TC) Vmín nRT2’/V2’

3’ TH nRT3’/P3’ P2’

4 TH Vmáx nRT4/V4

4’ TH -regeneración (TH- TC) Vmáx nRT4’/V4’

D���� �� ������� � ����������������� ������� ����� ���� ������������ ���������

D����� ��� �������-/S&*0

)V

V·ln(·VPQ

1’

21’1’1’2 = ���������������������������������������������������������������������-;�20

@������������������������������ ������-*&*S0

���������Z����P���T�D

��T�-?

���\�?

�0������������������������������������������������������������������������-;�/!0

@���������������������� ������ ������-*S&9S0

���������Z����P���T�D

��T�-?

��\�?

��0��������������������������������������������������������������������-;�//0

'(��� ��� �������-9S& 0

�� )V

V·ln(·VPQ

3’

43’3’3’4 = ��������������������������������������������������������������-;�/*0

Page 129: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'(����������������������������� ������- & S0

���������Z����P���T�D

��T�-?

��\�?

��0���������������������������������������������������������������-;�/90

'(��������������������� ������ ������- S&/S0

���������Z�����P���T�D

��T�-?

���\�?

��0�������������������������������������������������������������-;�/ 0

B��������������������������������������������$��������� ����������������� ��������� ��������� �� ���� ����� ������ � ������� ������������������ ������������������������������������"��������� � ��� �������� ��)���������������$����������������� ���������� ��(��� ��� ������� ��������������9S& ���/S&*� ����� � ������ %

���Z�������

�P���T�D��T�-?

��\�?

�������0�������������������������������������������������������-;�/+0

����Z��������

�P���T�D��T�-?

���������\�?

�0�������������������������������������������������������-;�/.0

���

�������?�������

�P�?��T�-I

��>�I

�0���������������������������������������������������������������������������������������������-;�/10

�������?��������

�P�?��T�-I

���>�I

�0���������������������������������������������������������������������������������������������-;�/;0

���

��7�P�D��>�D

������������������������������������������������������������������������-;�/20

'�������������$����� ����������� �������������� ���� �����������9S���� ���� ���������� �������������������������������/S���*��B����������� ������� ������������$�����������"���������������������������������������������������������������-9S& 0����������(���"��-/S&*0��'������������"������������� ��������� �� � ������� �

�0��@�$� �����������L���

'����������L��� �-5���;�20� ���� �������������������������������������������������������� �������� �� ������������ ������� ������ �������������� �� � �� � ��������������$��� ��������������$��� ������������������������������������� ��������� �����*�

'��������������������������������������������������������� ���-5���;�/!0���� �������������� �������� ���� �������� ����� �������������� � ������� ����������� ����� �������������� ����$��� �������� ��� �� � ����� � �� �� ����� ���� ���������� ����������������������$ � ���������� ������������������������������ ���

'���������� ��������������������� ���������" ��� �����������������������������������������(��� �����(���"�������������� ��������������������� ���������" ��� ������������������������������������������� ������� �������������(����������������������������� ������������������������������

Page 130: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��� ������ ������� ��������������������(��������������������� ������ �������#�������������� ������ ����� "������������ ���������" ��� ��������� ��������������� "�������������������������' ���������������� ���������� ��������� � ����$��� �

�����)�,��4���� �������.�������������������������� �������������������4��������--� ��+��--� �!

�� ������ ��������������� ����������$(����' ���������� ������������������������� ������������������������� ��������� ������� ��' �������� ��$�������������6������

�����)��-����� ������.�������������������������� �������������������4��������--� ��+��--� �!

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

isotérmico

adiabático

Ren

dim

ient

o(%

)

Relación de compresión

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

isotérmico

adiabático

Trab

ajo

(J)

Relación de compresión

Page 131: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/��������� �'��� ���

'�������6������-5���;�//0�� ������ ���������������������� ����������L��� �������������� ������ � ������ ���������������� �������$��������������� ��� ����������������� ������

'��� �� ������ � ������������ ��� �� ���� ������������;�/� ��������� ����$����������������������������������������� ���������������� �

�����)����#����� ���&$'����$%�����*����%����������?� ���������� ���������!�5���/����� 7��.�������� ������������������*������������� �� ���� �������������; �����

B���������������������6������-5���;�/*0���� ��������������� ��� �������-/&*0������������������������������������������������������� ������-*&90�������(��� ��� �������-9& 0��������������������������(����������������������������� ������- &/0�

'�������6������� ������������������������������P/���������������������������������D�������' �� �������������� �� ������ � ���I���� �������� ����������������� ���������Z

��PZS

������� ������������

$��� ������ ��������������?&6�

@��$ ����������6�������������������L��� ����������������$ ������������������������������ ���������D������

)()( �������������� ���������� >máx

mín1�

������������� −== ηη �����-;�*!0

'���������(���"�������� ���/���������������� ���������������������������������������*���9���������������������

'��� ����� ����������������������������$���������������������������(��� ��� ��������� ��� ���������� ������� ��������������� ��������������$������������������(��� ����������� ��� ��)������ ����$��� ������ ������ �������� ���� ��������$ �� ����������������������"�������� ��������$������)���� ��

Page 132: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)�����*����%������

�0��'(��� ��� ����������$��������������6�����

'������������� �� ����� ���������������;�/*���� �������� ������� ����� ��������������� ����� ������ %

��L��������������� ����B�� ����$(�����������-���0��D�������" ��� ������ �-D���D�0�-3>���TO0���D������-��0���?������������$(���-O0���?������������"����-O0���L�����������-,0

'����������� ��������������������������������������������

D���������������������������������� ������������� �������������$(������"���%

1compresióndeRelación

CilindradaVmín −

= ���������������������������������������������������-;�*/0

����������I

���P�I

���[����������������������������������������������������������������������-;�**0

Page 133: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

H�������������� ����$(���������������������"����� ��������������)����������� %

máx

mínmáx

T·R

·VPn = ��������������������������������������������������������������������-;�*90

' �� �������� ������ ���������������9��D���� �� ���� ���� ������������������� �������� ������������������ ������������������������������������

�� ���)����50������������������7������������������������������������������

����� ������� ������� �� ���

1 TC Vmáx nRT1/V1

2 TC Vmín nRT2/V2

2’ TC +regeneración (TH- TC) Vmín nRT2’/V2’

3 TH Vmín nRT3/V3

4 TH Vmáx nRT4/V4

4’ TH -regeneración (TH- TC) Vmáx nRT4’/V4’

D���� �� ������� � ������������������ ������� ����� ���� ������������ ���������

D����� ��� �������-/&*0

)V

V·ln(·VPQ

1

21112 = ��������������������������������������������������������������������-;�*90

@������������������������������ ������-*&*S0

����������Z����P���T�D

��T�-?

���\�?

�0��������������������������������������������������������������������-;�* 0

@������������������������������ ������-*S&90

���������Z���P���T�D

��T�-?

�\�?

��0�������������������������������������������������������������������-;�*+0

'(��� ��� �������-9& 0

)V

V·ln(·VPQ

3

43334 = �����������������������������������������������������������������-;�*.0

Page 134: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'(����������������������������� ������- & S0

���������Z����P���T�D

��T�-?

��\�?

��0������������������������������������������������������������������-;�*10

'(����������������������������� ������- S&/0

�������Z����P���T�D

��T�-?

���\�?

�0�����������������������������������������������������������������-;�*;0

B��������������������������������������������$��������� ��������� �����������������������������������"���������� � ��� �������� ��)���������������$����������������� ���������� ��(��� ��� ������ ���������������9& ���/&*� ����� � ������ %

�Z������

�P���T�D��T�-?

��\�?

������0 -;�*20

�Z�������

�P���T�D��T�-?

��������\�?

�0 -;�9!0

���

��?������

�P�?��T�-I�"�

�>�I

��0������������������������������������������������������������������������������������������-;�9/0

���?�������

�P�?��T�-I

���>�I

��0����������������������������������������������������������������������������������������������-;�9*0

���

��7�P�D��>�D

������������������������������������������������������������������������-;�990

'�������������$����� ����������� �������������� ���� �����������9���� ���� ���������� �������������������������������/���*��B�������������� ������� ������������$�����������"���������������������������������������������������������������-9& 0����������(���"��-/&*0��'������������"������������� ��������� �� � ������� �

�0��@�$� ���������6�����

'����������6������-5���;�/90� ���� ���������������������������������������������������� ����@� � ������� ���������� ����(��� ����������� ��� ������ ��������$��� ����������������� ��������$(�������������������"�������������B��������� ����������� ����$(��������������/�+�������� ������������� ����"� ����"���� ���*��'���������������"�����������������������������������$(��� �������� ������������������������������������

�����������������������-5���;�/ 0��������������������������������� ���������(��� ��� ��������� ��)�� ������ ���� ������ ������������������������������������� ����6����������� "� ����������������� ���������(��� ������������$���������������� ������������������������ "����������� ��������" ��� ���������

'���������������������� ��������������������������������� �����/��' ����������������������� �(��� ��� ������� ���������������������������������������������� ���/�����������������

Page 135: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������� ������ ���"�� �����������)���� ������ ��B�����������������)����������� ����������� ��"������������������������������������������������ ������������������������������)����������� ��������� ��"��������B��������������� �������� ������� ������������������������������ ��� ������(�����/�

�����)�����4���� �������.�������������������������� �������������������%���������--� ��+��--� �!

�����)�������� ������.�������������������������� �������������������%���������--� ��+��--�� �!

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

�������������� �����

�������������

helio

helio (ADIAB)

0

100

200

300

400

500

600

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

�������������� �����

����������

heliohelio (ADIAB)

Page 136: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B����������������������� ��������������������� �����"�������������������)����������� � ��"��������B������ ���������������������������� ��������������� �����������������������������"������$(���������������������)����������� � ��"�������������������������"���� ��"��� ����� �

/��������� �%������

'�������'�� ���-5���;�/+0�� ������������� ���������������������� ����������L��� ��������������� ����� � ������� ����������������� �������$��������������� ��� ��������� ������ �������D������������������� ����� �6��������'�� ��������� ��$���� ���������������� �����������?�������������'�� ���� �����������������������������P/���������������������������������D����������������� ���� ������������������6�����%�Z

���P�ZS

�����6��������������������������� �����������D������

)()( ����������������������� >

máx

mín1�

������������−==ηη ����������-;�9 0

�����)�����#����� ���&$'����$%����������5����������?� ���������������������!��5���/����� 7��.������� �����������������*������������� �� ���� �������������; �����

�����)����5�2�� �������������� ��%����������� 7��

��� � ���� �� �

�� � � � � �� � � � � � �� � � � � �

� � �� � � ��

� � � � � �� � � � � ������ � � � � � � �� � ��� �� ��� � �

��� � ���� �� �

�� � � � � �� � � � � � �� � � � � �

� � �� � � ��

� � � � � �� � � � � ������ � � � � � � �� � ��� �� ��� � �

Page 137: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/���#����� ���"��'��� ���61� ��

'��������(���6�����&L��� �� ���������������������������������� �� ��������� ����� ����������������� ������� ���������$(����������������������� �� ����� �������� ���������������������������������������������������� ����������� ������ ���������������������������������� ���� ��� �D������������(���6�����&L��� � ���������� ��������������������������������������6��������������������������$ ������������������������������������ ����$(���������������� ��$ ��������6��������������(����������������������������� ������ ������������� ��)����������6���������� ���� ���������� ��������������������������������� ���������� ����������� ��������� ��� �$��������������������� ���

6����������������(���6�����&L��� �-5���;�/10���������������������������� ��� �������-/&*0������������������������������������ ������-*&*S0����������������������������� ������ ������-*S&9S0������(��� ��� �������-9S& 0��������(����������������������������� ������- &/0�

�����)��"�*���� �0�%������$4�����

�0�'(��� ��� ����������$���������������(���6�����&L���

'������������� �� ����$�� ���������������;�/1���� �������� ������� ����� ��������������� ����� ������ %

���L��������������� �����B�� ����$(�����������-���0��D�������" ��� ������ �-�

����

�0�-3>����O0

���D������-��0����?������������$(���-O0���?������������"����-O0���L�����������-,0

Page 138: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'����������� ��������������������������������������������

D���������������������������������� ��������$������ �������������$(������"���%

1compresiódeRelación

CilindradaVmín −

= ��������������������������������������������������������������-;�9+0

�����I ��

�P�I ���[����������������������������������������������������������������������������-;�9.0

B�����������������)����������� �� ����� ����������������������������������������������*S�

?���P�?

��[������������-?

��&�?

�0�����������������������������������������������������������-;�910

@��������������� ����$(���������������������������"���������������������������������� �� ������� �� ��������������)����������� %

2’

mínmáx

T·R

·VPn = ����������������������������������������������������������������������-;�9;0

D���� �� ���� ���� ������������������ �������� ������������������� �����������������������������������

�� ���)���50������������������7������������������������������������������

����� ������� ������� �� ���

1 TC Vmáx nRT1/V1

2 TC Vmín nRT2/V2

2’ TC +regeneración (TH- TC) Vmín nRT2’/V2’

3’ TH nRT3’/P3’ P2’

4 TH Vmáx nRT4/V4

4’ TH -regeneración (TH- TC) Vmáx nRT4’/V4’

K������ �� ������� � ������������������ ������� ����� ���� ������������ ���������

D����� ��� �������-/&*0

)V

V·ln(·VPQ

1

21112 = �����������������������������������������������������������������-;�9;0

Page 139: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@������������������������������ ������-*&*S0

������Z����P���T�D

��T�-?

���\�?

�0������������������������������������������������������������������-;�920

@���������������������� ������ ������-*S&9S0

������Z����P���T�D

��T�-?

��\�?

��0����������������������������������������������������������������-;� !0

'(��� ��� �������-9S& 0

)V

V·ln(·VPQ

3’

43’3’3’4 = �������������������������������������������������������������-;� /0

'(����������������������������� ������- & S0

��������Z����P���T��

��T�-?

��\�?

��0�������������������������������������������������������������������-;� *0

'(����������������������������� ������- S&/0

��������Z����P���T��

��T�-?

���\�?

�0�������������������������������������������������������������������-;� 90

B��������������������������������������������$��������� ��������� �����������������������������������"���������� � ��� �������� ��)���������������$��������������������� ���������� ��(��� ��� ������ ���������������9S& ���/&*� ����� � ������ %

�����������������Z�������

P���T�D��T�-?

��\�?

�������0�����������������������������������������������������������-;� 0

�Z�������

�P���T�D��T�-?

��������\�?

�0������������������������������������������������������������-;� +0

���

������?�������

�P�?��T�-I

��>�I

�0������������������������������������������������������������������������������������������������-;� .0

?�������

�P�?D�T�-I��>�I

�0�������������������������������������������������������������������������������������������������-;� 10

���

�7�P�D��>�D

���������������������������������������������������������������������������-;� ;0

'�������������$����� ����������� �������������� ���� �����������9S���� ���� ���������� �������������������������������/���*��B�������������� ������� ������������$�����������"������������������������������ ������������������������������-9S& 0����������(���"��-/&*0��'������������"������������� ��������� �� � ������� �

Page 140: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�0��@�$� ����������(���:������5&<�����

'�����������(���:������5&<������ ���� �����-5���;�/;0������������������������������������������������ ����#����� ������� ����� � ���������(��� �������������� ��� ������ ��������$��� ���������������������$(���������������������������������������� �����/�1+������(������������������ ����������������� �������������� ����� �������������� ���*�+��B������������������������������������� ���������*���*�+� �� ��������� � ��� ����� ������ ��� � �� ����� ����� ��������������������� �����������������������������$(������������������������������������ ���

L� �����������������-5���;�/20����� ��� ����� ���������������������������� ��������������� ���������������������$(���������������������������� �����/�1+������������ ��"������������������������������������ ������ ������������*S���9S�� �������������(���"�������� S���/��@������������������� ��������(��� ��� ��)����������� ����$��� ������������� �������$��������

�����)��)�4���� �������.�������������������������� ������������������� �0�%������$4��������--� ��+��--� �!

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

helio

helio (ADIAB)

Relación de compresión

Ren

dim

ient

o(%

)

'������������ �� �������������������������$(���������������� ����� ���������������������������� ����������'�������� ����������������������� ���������������/�1+�������������������� �������������������

'������������� ����������$��� ������������������������������ ����6������������������������ �������� ���������� ������������� ����������������������� ������������� ����� ��� ���������� ������ ��(��� ��� ���������������� ����)���� ������ ��������������� ��������� ��������������/��#��� ���������������)����������� � �����"����������������������������������������

Page 141: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)��,������ ������.�������������������������� ������������������� �0�%������$4��������--� ��+��--� �!

���� �%��� � �� ������� �� ������ � ���

'����$� ���������������������� � ���������$���������������������� ����������������� ������������6�����������������L��� ����������6������������(���������������������'�� ��� ������������$���� �����������������

B������ �������������$� ���������������� ����� �L��� ��6���������(������������ ��"��� ����� �������� ���������� ������������ ������� �����������������$��� �������������������������������������������������������������������������6�������

/��������� ������� ���� �����������������

������������������� ���������������������������������������������������������� �������� ����� ������$��� �

D������� ����� �������������(��� �������������� ��� ��)������ �������������������������������������������������� ������������������ �����������������������������������$ ������� ������������������������� ��������� �����/�+���9�

6��������������������������(��� �������������� ��� ��)���������$��������������������������$(�������������������������������� �����*�+��' ��� ����������������������������������������� ����� ������������������������������������ ���������*���9�

Relación de compresión

Tra

baj

o(J

)

0

20

40

60

80

100

120

140

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

helio

helio (ADIAB)

Page 142: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)��-��* ����������������

������������������� ���������� ����������������������������������������������������� ������������������������������������ ����'���� ����� �L��� ����(���6�����&L��� �����������$(�� ������� ��� � �� ��� ��������������� ������ ���� �� ��������� ��� ������ �� ����������� ����� �������� � ������� ����(�� ������������ �

6��)��������$�������������������������"���������������������������� ��������������������������� ������������ ���������/�1+�������������������� ������������� ����� ����� �L��� ����(��6�����&L��� ��B���������� ����� ���������������������������� ��������� ������������������*���*�+�

'������������$(���-5���;�*/0� ����� ���������������6������������� �������������L��� ���� ����������������������'��������(���6�����&L��� ���� ���������������������������������$ ����(��������6������

6�� ��������� � �� ��� ����� �� � ���� � ���� �(��� ��� � �� ������ ��� � ���$��� � ��� ������ � ������� ����� ������� ����������� �������������� ���������L��� �������������������������������#����� ������� ����� �������������������������� ���������*���*�+�����������������$������������(���6�����&L��� �� � �����������L��� �������� ��������6�������������������������������������������' ��� �����������������������������������������$ ��������� �����(���6�����&L��� �

L� �������������������������������$ ������������������ �����(���6�����&L��� ����������� ����(��� ��� �������� ��� � ������ ��'���(��� ��� ��������� ��� ����$��� ����������L��� ����������$ �������������������������� ��������� ����$ ������ ���*��B����������������������������� �����*������������� � ���������������L��� ����������������(���6�����&L��� ��B������������������������������������������� �����*�����������������������$ ���������� �����(���6�����&L��� �

D�� ���������� ���������������� ��� ������(���6�����&L��� � ��� ��� ����� ��� � ����������� ������� ���������� ����� ����� �� ����������������������������$ ��������� �����(���6�����&L��� �

P

Pmax

Tc Tn

V / nmin V / nmax V/n

ciclo Stirling

ciclo mixto Stirling-Rallis

ciclo Rallis

Page 143: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)�����4���� �������.�������������������������� ���������������.������������

�����)������� ������.�������������������������� ���������������.���������������--� ��+��--� �!

Ren

dim

ient

o(%

)

Relación de compresión

Relación de compresión

Trab

ajo

(J)

Page 144: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/��������� ������ ��� ���,����

'�� ����� �� ������������ ������ �� � � � ������ � ������� ������ ��� ��������� ����� ��� �������� ��� �����������$���� ���������$ ������� ������ �������������6����������������������������������������$(�������������������������������������������������������"����

�����)�����4���� �������.���������������?� ����������.�������� ���������������.�����.�/��������%������!

' ������������ ���������������������������� �� � ����� �;�**���;�*9����� �� ����� �� ����� ��������������������� ���������� ������������������������� ����� �������������������� � ����������� ����� ������ ��� �

#�����"� ��� ����������������� ���������������������$ ������ ���������������������������"������������$��$ ���������������������'����������� ������ �� ����6�������������� ��� ����� � ������������� ������� ����� ����� �

6��)��� ���� ������ ����������$ ���������������������������������������������� ������������������� �� ��� � � ��������� ������������"������������������������������������ ������������������ ����������� ����� ������� ���������������� ���������� ������������

���� ��� ���������������������*+ED���!ED������������������������������������9,�-5���;�*+0������������������������-5���;�* 0����� ��������� ���������������� �������������������������������������

Salto térmico

Ren

dim

ient

o

Page 145: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)�������� ������.���������������?� ����������.�������� ���������������.�����.�/���*����%������!

�����)�����4���� �������.�����������������

�@�"�A��������.������������

Trab

ajo

(J)

Salto térmico

Salto térmico

Ren

dim

ient

o (%

)

Page 146: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)������� ������.�����������������

�@�"�A��������.������������

�����)��"����� ������.������������������@�"�A��������.������������

Temperatura fría (K)

Trab

ajo

(J)

Tra

bajo

(J)

Temperatura fría (K)

Page 147: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/���������� �����������������$ ��

�� �������� �-��� ���� � ������� ������$��� 0� �������������������������� ���������������������� ����$(����6������������� ��������� � ����������� ��� ������������ ����$(��������������

6���� �������������������������������������������� ��� �������������������� ������������������ �������������������$��� ����������������������$�����'������������� �������� ��������������������������������� �������������������������� ������������������������� ���������������$����

���������������"������������������������������������������������������������� �����������������"������������������ ������������� ��������������������������$����

L� ���������������������������������"������������������� ����������� ����� ���<��� ���6�������� ��������������������������(���6�����&L��� ��'�����������������������$���� "�� ������������� ���������������"����������� ���������

'�������������������������������������������������������������������������������������6��������������������������� �$�������������� ���� ������$��� �

Variable ���������� ����������������� �������������� ��� ��������������

↑ Pmáx

↑ Cilindrada

↑ Régimen de giro

↑ Rel. Compresión

↑ Cap. Calorífica molar

↓ TH

↑ TC

�� ���)����4����������������������������� ���

���� � ��&����� ����������� ������ ��� � ��� ���� ��� �

������������������������������������������������� ���������� ��������� �������������������������������������������������������������� ������� ���������� � ������� ������������ ������������������������������ ��$���� ��' ���)������ ������� ���������������������������

Page 148: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

������������� ����������6���������������������� �������������������;�*���� ����� �� ������������������������ �� ������������� ����"��������� ����� ������������� ���

@������������ �����������������������$��������������������������� �����������6�������� ���� ����� �� ��������� ���������������� �������&������������������ �� ����2!E����������� ������������������������������������������������������ ��$���� ��'�����������;�*;� ������������������������������������ ��$���� ��� "������������������������������������������������ ��������������� ��������������������� �� ���������������������

'����� �������������������������������������������;�*������������� �������������������������������� ����� ������������������� ���������������$ �������� ���� ��������������������� �!E�������� ����9���������������$�������"�� �����������������������"����������������������������6� ����������� ��������� ���������������� ���-5���;�*20�� ���� ������������������������� ������ �*���9������� ���� ����� �� ����������������$�������"���������������� ������� �����$������� ����)���� �������������������� �*1!E����� �9+!E�

'����� ����������������� ��������������� �������� ��� ������������������� ����������������*&9��������������G������ �������������� � �������������$�� �������� ����$����������� ��$���� �������� ���)��������� ������ ���������������������������������

B������ ������������(��� ��� ���������������������������������������$��������������������"������������ ��� ������������� ��������?�� �� �� ������� �������������������������������������������� ������������������� ������������������������ �������� �� ��$���� ����(��� ���������� ���

�����)��)��&�����������������; �����.�/+��������������������� ��%������������2���������� ������������������������.�������,-�

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Volumenfrío

Volumencaliente

VolumenTotal

Page 149: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

0 50 100 150 200 250 300 350 400

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

caliente

fría

Diferencia

Porcentaje

����)��,�5������������������������������2������������� ���������������������������.������,-B

���� � ��������

'�����������:������5�������������������������� ������ �������� ���������������������������������������������������? �����? ���� �������������(���������������'�������������������������������� ��� ������$��������(��� ������������������� ����$ ���"��� ���������������������������������� ����������������������� ������ ���������������' ������������������������ ��������������������������������������������������6��������@��$ ����������������� ����� �������������������������������������������������� ������������������������ ����������������������������������������� �� �� �������� �

/��������� ������� ��������������

?���������� ������������������������������������������������������������������������������ ����� ����������� �?����?���'����$� ������������������������������������� ��������(���������������������������� ������ %�������������������������������������������� �������� ����� �-������� ���������$��������� ��� �������� � ������ ��� ����� 0�

'�������������������������������� ������������������������������������������������������� ���������������������� ������������)�������/� ���-;� 20� �������������!�/��'����)�������/� �� ����������%

���� = ����������������������������������������������������������������-;� 20

Page 150: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���%

���� � ���������� �� ���� �������� �� ������ ���� ����������� B���� ������ �� ���� � �������

�����������������������-�������������������0��' ����������������� �����C

�%��������������������������������������������K�� ����"����� �������� �� ���������

������� ������������������ ��������������� �����$������������������������������ ����������������$�������������� ��������������������������*+!����� �������

=%������������������������

H��������4P!��/� ���������������������������� ��������� ������ ������� ��� � ������ ������� ������ %

6����� ������������������ ���������������������� � ��� ��������������������������������������������������� ���������� �������������� �������� ���� �� ����������� ��'�� �� ����� ��� � � ����������������������� ��"���$ �� ��������������������������� ������������ ���������������������������������� �� ������� �����������(�� ��

B��� ������ �� ������� ��� ��������� ����������� ������������� ������ �� ��������� -�� ������ �����������0�������������� �������������������������������������������������-����������)���0�

/������1���������.���

������� ���������������������������������������� ���������$��� �������������������������� �� � ��������' �������������������������������$������������������ ���������������������"�����������������������������@��$ ������������������������������������ ��$����������������������������������������������� ��������� ���������������� �� ��� ������������������������������������������������� ��������������� ��������$������������������������������������ �����������������

B��������$����������������������� ���������������������������� ��)������ ����������� �

�0��'���� ����(��� ��� ����������$����������������������

6�� ������������������ ��� ����� �� ����� ������� ���������-���� �����������������0�

�� �������� �� �� � ��%#��%�����?������������������

#��%����?������������������������

#��%����?������������������������������

#��%����?�������������������������"�

#���%���?��������������� �������������������������

���%����=� ���������

;$��%��D�����������"����������������� �������������

���%���=� ���������������

;��%���D�����������"�����������������

Page 151: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���%����D����������������������������������

.��%����V���������� �����������������������������

�� �� ��� � ��%

��' ����/D��'������� ���������������������������������������������

������?��P�?

�-;�+!0

������?��P�?

��-;�+/0

?��� ��������/&*D��'�������������������������������������������������"�

���������Z��P��

��D�

��-?

��\�?

��0 -;�+*0

���������Z��P��

��D

��-?

���\�?

��0 -;�+90

�������Z����Z

�-;�+ 0

' ����*D��'������� ���������������������������������������������������������������������������������"��

������?��P�?

��-;�++0

������?��P�?

�-;�++0

' ����9D��'������� ������������������"���������������������������

�����?��P�?

�-;�+.0

����?��P�?

��-;�+10

?��� ��������9& D��'�������������������������������������������������"�

������Z��P��

��D�

��-?

��\�?

�0 -;�+;0

������Z��P��

��D

��-?

���\�?

�0 -;�+20

����Z����Z

�-;�.!0

1·Cvm

·Cm

TT·Cvm·Cm

T

ff

RR

HR1ff

RR

R2

+

+=

�����������������������������������������������������������-;�./0

Page 152: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

' ���� %��'������� ���������������������������������������������������������������������������������������

���?��P�?

�-;�.*0

���?��P�?

�-;�.90

'���� ����� ������� ��������� �� ������������������������������������������ ����������������������� ������������� �������������������$ ������������������������� ��������������

����������Z��P��

��D�

��-∆?0

�-;�. 0

���Z�� !��� �"�

�P����@

��-∆?0

�-;�.+0

�����������Z�� !��� �"�

�W�Z�

-;�..0

' ���� ������������������ ������$��������������������������� ������������ �������������������

#��� �� ��(��� ��� � ��� ������������������������������������������������������ ��� ���������� ������������������������������ ������������ ����� ������� ����� ����������������������

�D

�>

��D�

��

����$(������������������� ���������� ������ ��� ������������������ �������������������� �� ������ �� ������������ ������ � ������� ������������������ ���� ������ �

B������� ���������$(������������������������ ����� ����������������������������������� ������� ����������� ����� ����������������������������������

�D

�>�

�D�

��� ����������' ���������������������$

����� ������������������"�������������������� �������������������$ ���� ������ ��$��������������������������������$ � ���������$�������������������������������������� ���������������������

'������� ������ �� ����"���������������������+!,������������������������ ��)����� �������(��� ��%

100xTT

TTónRegeneraci

CH

EH

−−= ������������������������������������������������-;�.10

���%#��%��?������������������������������

#��%��?�������������������������"�

#��%��?�������������� �����������������������������������������������������������������"�

H��������� �� ����"������ ������ ����� ������������������� ����������������������"���� ������� ��������������������B���� ����������������������������� ����� ��������������������� ��� ������������ ������ �������������������������������������� ���������������� ����� ����� ������������ ����������

Page 153: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����D$������������������������������

D���� �� ���� ������� ��(����� �������������� ������������������� ������������������������������ ����� ��?��������� ������������ ����� ������� ����������� ��������������� ��������� ����

�D

�>�

�D�

��-/��*�� ��20��D�������� ���� �����������������$ ������� �������������

�D

�>�

�D�

����$ ��$��

� ����������������������� ������� ��������������������� ��B��������� �����������$ �������� ������������������?

�����?

������������� ��������������������������������������� ������������������������

� �������������������������������

#��� ����$������ ��� ����������� ����� ����������������������������������������������������"���������� �� ������������ ���� �������' ����������������������������������� ���� ������ �������������"�����B��� ��������� ��������������� ��������� ���������������������������"�����������������

'�������������� ���������� ������������ ����������������������$(������+!�,�������������� ����������� �����$ � ������� ��������������������������������������

/������1�������������������

���� ��������� ����������������� ������ ������+!,��������������� ��"�������������� ������������ ������ ������� "��' ������������������������������������������������������������� ���������������������

� ������ �� �� ��(��� ��� ��������������$����������������������� ����������������������������������������������������������������������������>�������������� ��)���� �������� &�' ������������� �������%

&D����� ��$ ������ ����������������������������� ����������������������������&D������������ �����D�>��D����$ ���� ������� ������������������������������� ��������������B������������������ ���������$(���������������� ����� ����������������������������������������������� ����������������������� ����������������������� ���������D

��������$

����������������������' ��� ���������� �������������� ������������������ ������������ ������ ������� ���������������������������� ����������������������������������������������$���� ��������������������������������� ���������"����� ����������� �

@��$ ����� ����� � ����� �����������������( �������� ���������" ��� ��������������������������������������������������������������������%

�&'������������������������������� �������������������� ����� ����"���� ����� ������ �������� ��K�� ����"����� ���� ������������� ��������� ��������������������������:������5����� ��� ������ � �� ���� ��� ������ ���������� ����� ������� ����� ����� ����������� �����������

&'������������������������������������������������� ���������������������� ����� ����

&'������������������ ������������������������������� ���� �������������

Page 154: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���� �'������������� ��

�� � ������� ����$��� ����� ������� �6������ ������ � ��������������� ���� ��������������# ��������� � �$���� � ���������� ������������� ��� ���������� �� � ����� ������������ ����� � ������������������������� ������� ������������������������ ��������������������� ��� ��� ������������ �����������(���� ���������������$������������������'������������������ �� ����������������������� �� �� ���� ������ ����������������� �� ������� �

���������;�9!����� ����������������������� ���������������������������6�������B������� ����� ��� ��������� ��$ �� ��������������������� �� ������������������

�����)��"��&�� �����.���������������� ��%������������:$��7 �������� �������+�($��7 ��������0�������+�*$�����������+�#$���������+�5$���.��������+��$���������

��0�����+�8$���.�����������0������

'���� � ������ �������� � ������������ ��� ��� ������������� ����� ���������" ��� ����� ��������� ���$��� ����������

/�*������� ������������

'��������� �����������������������$����������������������������(������� �$��������������� ������������ �������������������� �$��������������������������������������� �� ��������� ����������������������"�������������� ������������������������ ���������'���������� ����� �����$�������������������������������������������� ��������������������������� ����$(���������������������'�������������� �������� ���� �� ��)���������������������%

�0��B ����0��#� ��������0��=(���-� ������� �������0

Page 155: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

6����������� �������������������������� ��������������������������� ��������� � �� ����� �������������� ����������������������)�� ����������������������������������������������������(������

'��� ��������� ������� �������������� ��������� ���� ������������� �������������� ��������� �� ����� ������$������������ ����������������������������� ���������)������������������� ���"��� �

���� �������������������� ������������������������������ ��� ����������� ������ �� ���� ��������������� ����������������������������������6���� ��������� ����������� �����"��� �������� �������� ��������������� "��������� ��@�� ��������� ����������������(����������������������������������� ��������� ����������6� ������ �����$��� �� �������� ������������������������������������������������������������������������ ������ ��������������������������� �������������������������������������

'����������(�������������� ���>� ���������� ���������������� �������������������������������������������������������������������� ��� ��6�� ������������������������������ ����������� �������������������� ��"���������������

�� ���)���#�.����������������������+�������1������? �� �0

Pistón Gran ∆P Pequeño ∆Τ

Desplazador Pequño ∆P Gran ∆Τ

Mixto Gran ∆P Gran ∆Τ

6��)�� ��� �� ����������� ��� ���� ���� �������� �� �� ������� �6��������������� ���� � ��)�� ��� ������������� ������� ����������

/�*������� ���������(!�����!���

�0��@������������������� ��� ����������

�� ������������ ��������� ��� ����������� ������������ ������ ������ %

&�#������ ���

&�B ���&� �������

&�B �����"���

����������������������� ������������������������� �������������������� ��������������������� ���� ������ ������������ ���>� ������������� ������������� � ����� �������� � -5���;�9/0��' � ���������������$ � ������������� �������� ������������� ������ �������������� ������ ���� �����������������

Page 156: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)����������%������������ �������������� �����������!�*������������������4����!+� !�*�����������'+��!*�������������

'�������������������� ���&� ���������������� ������� �� ����� ��������������� ����� ��������D���� ���������������������� ������������ �$� �������� ������������ �������������$ ���������������������������G�� ��������������������������� ��������

?������� �������� ���������$ ��������������� ����� �� ����������� ��� ����������� ��������� ��������� ��������� ����������� ���� ��� ���������� ������ ������

' �����������������$ ����������������� ����������������������������� ������������� ���������� ������� ��B�� ������ ����������� %

/���#��������)����-5���;�9*0%��������*���#�������������-5���;�9 0%�����5����

�����������������������)�������������� ����������������"������������������$(�����������B������������������� �� �������������������������������$ �������������� ������������� � ������������������������������������� ���������������������

'���� ������� �:������5���� �����"������ ������� � ��� ������� ����� �������"�����'���� ����������� ����� ������������������ ���������������������������"����������������� ������ �B�� ����������� �������� ���� ������� ���������������"�� �������� �������$ ����� ���������������;�9 �������������� �������� ����]�S�������������)���������� ������������������������ ����

?����� ������������� ������� ������ ����������� ���������� �������������� �����������������"������������ ��������������������

Page 157: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)����������%������������ ����������������������������1���������������;�����!�*��������������0�����4��=���$C�����!+� !�*��������1����������������%������!+��!�#����������� ���

�(����!

�����)��������%������������ ����������������������������1�����/2�����������D.�������E����F���:$�������1�����/2���+�($��������/2���+�*$�����������������+�#$��������.�/+�5$�����������+��$�5�����

��������

�0��@������������������� �������������

'���� ����������������������������� ����� ���>� ��������-�(��0������������������� �� ����� %����������������� ����������������� ��������������(��� ���������������������������� ���'����� ������������)����������� �������$��� ��������������������� ������������������ ���� ������� ��$ ���������������� ��6������������ ���������� ���������� �����������;�9+��������� ����������� �� ����

Page 158: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)����������%������������ ����������������������������1�������� ������������!�*��������������0�����G�������!+� !�*��������1����������������H�� �����$%�3I��1=�..!+��!�*�

������1�����������������������������,-°��4 ����!+��!�# ���������������0���������4��� I!

�����)���������%����������� �����������!�# �����������������3!+� !��������������%�� ���!��������������������������������� ���

B�� �������������������������������������� ������ ������� ��� �������������� ���������������� ����������������$ ��������������������6����������������������������������(������ ����������������6��������� ��������������������� � ������� ���*!�78�

Page 159: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/�*������� ��������� ��,�$ �����"������������������

��� �� �������� ������� �������������������������������������������������������(�����������������������������������������

' ��������������� ������������������������������ ��������������������������������������������������� ������������� ������������ ��������

'��� ��� ������� ���������������������"�������������������� ������� �� ������� ����� ��� � �������� %

�0�X�����������������$���������0�X��������������������$���������0�X���������������������"���

'���������������������"���� �$������(���������� ���������� ��������������������������$�������������������������������������"���������� ������� �������� ����� ����� ���������������������������� ������ � 6������� ��� ������� ������ �������� ��� � �� �������� ������ �� �� ��� ������ � �� � ������������ ������������������� ������������

B��������������%�� �����������$ ������������$ ������ ��������������"���� �� ��� ���������� ���������� �������������������������������� ��� ������� ������������������������������

B������������������-�����0%����� ����� ����������������������������� ������� ����� �������� ��� �����������������%��� �� ���� ������� ��������� ������� � ������ ������������ ��������� �� �� �����(��� ����������������������������������������������?����������������� ������������ ����(��� ��������������� ����� ��������� ���������� � �������� %�� ��������������������������� ��������� ������� �������� ��������� ��� ���� ���� ��� ���������� ��������� ��$���� �6������������������������ ���������

������� � �������������������������������� ������������� ���������������������������� ���������������' ��� ��������$���� ������������������������������ �� ������� �������������������������(��������� ���������������� �� �������������� � ������������������������������������������������������������������������� �������� ������������� ������� ��' ����������������������� ������� ������� �6����������� ��� ������������������� ��)��������������������� ������� ������� ������� ��������������

��0�X����� �������� ����$��������

'�����������������$�������������������������������� � ������������������������������������������������������� �������� ��������� �� ������� ��B��������������� ������� ����"������ ��� �� ��� ���������������� ������������� ���)����������� ��������� �� ��� ��� �������� � ��� ������������ � �� ��������������������������������������������� ��� ������(����������������$��������� ���� ������������� ������������������ �������������������� ������ ������� � ������ ���������������' ���)�������������������������������� ������������� ���������������� ������ ������

Page 160: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

6��)����� �� �������� ������ ����� ������� ���� ������ �� ��������������������� ��%

�����B���������� ����(��� �-5���;�9.0����B���������� �������(��� �-5���;�910���B�����������)����-5���;�9;0

D������� ������� ������ �;�9.��;�91���;�9;���� ������������ ������� ��� ������ ����������� ���������� ��������� � ��������� �������������� ��������� ������ ������� ������� ����� ���������������������������������������������� �������� �����������������������������������������"������������ ��

�����)����:���� ����� ��7���������� ����%�������������? �����0��������!�:���� ������ ���������!+� !�#�� ���������� �����/���*���=�!+��!�#�� ���������������

������)��"�:���� ����� ��7���������� ����%�������������? �������0��������!�:���� �������4��+� !�#�������������

��0��X����� ����������� ����$��������

?������ ��������������� �6�������� ������ ������ ��������G� ����$���� ������ ������ ��� ������� �������������������� ����������� ������� ���� ��� ��������������� � ������ ������ ��� �������������������������� ��������D�������� �$����� ����$����������������������������������������� ��������

Page 161: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)��)�:���� ����� ��7���������� ����%����������? ��;�����!�(����������J�K��+�� !�*��J�K����� ���������������������+���!�*��J�K����� ������������������ �����/�

��� ������������������������ ������ ���������������������������������(�������������������"���������������������' ����� ���������� �� �����������������������)�������������������������������������� ������� ���� ��������

@��� ��������� ������$������������������������������" ��� �������������� %����� ����� ������ �����&�������������� ��������� ��������������������� ��������������)���

?�� ��� ������������� �������� ��������� �� �� � ����$�� ������������ �6��������� ������������������;�92����� ���������� �������� �

desplazador

pistón

muelles de gas

desplazador

pistón

muelles de gas

�����)��,�����%����������D�������� ��E��!��#�������$������1���+� !�#���������/2�����D.�������E����F��

Page 162: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��0��=����� �6���������������������"���

6���������������� ��� ���������������� ������� �������������� ��������� ����� �$����$������������������ ����������������������-���������^����0�������� ��������� �������� ������������� �������B����� ����������������-����<��5� �0�����������)����-����C ���0�

/�*����% ��������������(!������ !$��������

�� ������� ������������6������������������������������������ ����������������������������������������� ����������������'����������� ������������������������������������������� ���� ����������������������� ������� �������������������� �������� ������ ����� �������6���� ��� �� ������������������������������������������������������ ��������������������� ������������������������������������� �������$������ ��� ��������� ������ �������������������������� ���������� ���� �������������������

�� � ������� ����� ����������������������� ��� "���� ����������%

�0��D$�������� �����%����������������������������� �����������������(��������� ������������������������������$������������������ ��������(������������������-��^���������� 0������� ����������������� ��������������������������#��� ������������ �� ���� ����������������∆B��������������������$(�������������� ���������� ����� � ���� ���������������������� ����$ � ������ ��B�����_����� ������������ �������������� ������$����������������� �����`�6���� ����� ��������������������� ���������������� ������������������������ ������� �������������$������������������(��� ��G������������ ���������������������������� ������� ���������������������������������� ����������6���� ����� �������������������������� �������� ���� ���������������� ���$ ��� ����������(������������������������������ ���������������������

�0��D$����������� �����%������� ������������$����� ���������������������� ������ ���� ��������������������������� �������������� �������������� ������������������������� ������������������ �� ���� ���������������������� ������������ ��6 ���� ������������ �������� ������� ��������&@�-������0�������� �� �������������������"���� ����� ������������������������� ����� �����������@���� "����������������� ��������� ����"����

����������������� ��������� ������ ����������� ��������������������� ����������������)�������������'���������� ��������������� ��������������������� ������������� ��������� ����������� ��� ������� ���������� �� ��� � ��������� �� ��� �������������������� � ���������6���� �� ������ ���� ���������������������� �� ����������������������������������� ����� ����������������������������������

'��� ���������������� ������� �6��������������������������� ���������� %������������ ��������� ��������������� �� ��$���� ��� ���������6��������������������� ������$����� ����������$������������������������)��������������� ���������$����� ������������� ����� �������������B���� ������������ �� ���� � ����������������������������������������������� �

Page 163: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/�*�#�������������������� ��� ���������������

�������� ������ �������� ����� ������� �6��������� ���������� ������� ����(��� ����� ���� ����������������������� ����� ��������� ��������� ���-����������*0������������������ ���B������������ � � ���������� ����$��� � � �$�� ������������� ����� ������ %� ��^������ ���� �� ������� ��������� ��� ���� ���$����������� �������������������� ������� ���� ��� ������������� ����� ������ ������� ��� "�������������)����$ �����������

'��)�������������������$�������� ������� �6������� ���������������������������������������� � � ���� ��������� �������������������$��������(��� ������������������������������� ������� �� �������� ����� ����������� �������������������� �����������������$����������������

���� �'�������� �(�� ��

�� ��������� ��������� ������� �������������6������ ����� ������������� ��������&�6�������� ������������������ ����������������������������� ����$��� ������ �������������� ��������������������������������������������������������������� ����� ��������������������������

�� ���)�"�C �����������.������������������� ������������������ 72������%������

���������������������� ����������������

�������

�������������� �� ���������

�������

Calentador Enfriador Absorvidor Absorve calor del exterior y la cede alfluido de trabajo. Es la salida de lacámara de expansión

Enfriador Disipador Calentador Absorve calor del fluido de trabajo y lacede al exterior. Es la salida de la cámarade compresión

Regenerador Regenerador Regenerador Absorve calor del fluido de trabajocuando lo atraviesa e un sentido y loguarda para devolvérselo cuando pasa ensentido contrario

Precalentador Precalentador Precalentador En motores calentados por combustión, calienta, con los humos, el aire comburente. En bombas de calor, calienta o enfría el aire entrante medianteel aire residual

Page 164: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������;�1�������� ���� ������������� ��������������� ����� ���������������6��������� ���� ������ %����������������������������������������)��� ������������������������� �������� ������������@����� ��$���� �������� �������������� ������������������ �� ��������� �������������� "������� �������������������� �������"�����(��� ���

'��)��������������������������)�� ��������������������� ������������������(��������������������������������������� �� ��������������� ���������������������������������������������� ��� ��� ��������������������������������������$�����

'�����������;� !� ���� �������� ��������" ���������������� �� ������������� ����������� ����$����������������6������

Humos

Aire

Airepre-calentado

Combustible

Aguarefrigerada

Aguacaliente

Humos

Aire

Airepre-calentado

Combustible

Aguarefrigerada

Aguacaliente

�����)��-��5�2�� �������� ��%������������������� ������H�������� �����������������<�:$�*�������+�($�4�.��������+�*$�4���������+�#$�&�����������

'�� �������� ������������� ����������������������� ������ ��$ �� %

�0��F�����������"��������������������� �����6�� ��������������������������������$���� ���� ���������������������������������B&I���� ��$���� ������������������������ ���������

�0��L��������������$(������� ������������� ���������������������������������������������������������������� ����� ����

�0��'������������ ��(�� �� ������������� ��������������������

@��� ����� ������� �������� ������������� ������������������������������������� �����$�������������� �6������������������������ ���������� ����������������������D���� �����$�� �������������������� ������������ ����� �������� ��������(������ ���������������

Page 165: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����) �����������������������������������(��������� ������������ ��$(������"������������ ��������������������� �������� ����� ������ ��������D��������������������?

���� ������������� ���� ��

? ��

� �������������� ����� �����B����? ��� ���������"�������������������� ���������� ���������

������������������� ������ �������� ���������� ������� �

'����� ������������ ��������������������� �����������"���������� �6������� ������������������ �����������������;�;����������� ������������������������������� ���

�� ���)�)��#���� ���������� ��������������� ��%�����������������������

Aire de entrada 280K

Aire precalentado 1500K

Productos de la combustión 2500K

Humos antes del precalentador 1600K

Humos a la salida 500K

Gas de trabajo al salir del calentador 900K

Gas de trabajo al salir del enfriador 330K

Circuito de agua de refrigeración (T media) 295K

��0��5��������������

=����� ������������������������������� �������������������������������������������� ������������������������������"������������ ������ ���� �����������)��������������� ��������������� ���������)����������� ���������������� ���������������������������������6������������� ������� �������� ����������?������� �������������������-9*,0�����������"��������� �������������������������������� ���� ���� �����������/ ,�������������������������������� .,��6�� ���������;,������� �

'����� ������������������� �������� ���� ������� �6���������� ������� ���������������������$ �������������� �������� ������������' ���������������� �$������� ���������������������� ����������� �$������������������������ ��� � ���� ����� ��������$ ������������������

���������;� /���� ������������������������������������� �������������������6�������� ������������-�������������0�������������������� ���������������������������#����������������� ����� ���������������������"�������������� ���������������������� ��$ ������ ����� ��������������������������� ����������������������������������� ��������������������������������� ���������������

Page 166: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Humos Pérdidas térmicas

Energ ía decombustión

Pre-calentador

Calentador

Pérdidas mecánicas Refrigeració

Trabajomecánico

Enfriador

Reg

ener

ador

Humos Pérdidas térmicas

Energ ía decombustión

Pre-calentador

Calentador

Pérdidas mecánicas Refrigeració

Trabajomecánico

Enfriador

Reg

ener

ador

�����)���������������?��������� ��%������������������ ���+������������� ���������������������������5��.�����������������������7����������

��0��5������$ ��

'������������������ ���������������������������������� ����� ������� ��6�� �� � ��� ����� ������������������ ��������� ����� ����������������������� ����������� ��������� ���������������L��� � �����"��������������� �������� ��������� ������� ���������� ��"��������������� �������B����������������� �� ��%��� ����� �� ���$���� ��(�������� �������� �- ������� ���/+!!����0���������� �����(��������� ������ ���� ���� ������� ������ �������� ������������������$ ��� ���� � ������ %

�&������������"��������"���� �����������������������������������������������������������#���������������� �������� � ������������� �������������"��������������� �����������

��&���'( ��������������������� ����������������������&����������&��������������������$ ���������������������������'���� ���������������������� �$����������� ������������ �� ��(����� ���������

���&��#��������������������������������������������������������� ��������������� ������������������������������������� �������� ��$���� ����(��� ����������� ���

�$&���'�������������������������� ������������� ���������� �������������������������������� ����� ��������������������������������' �������������������������� ������� �� ��������� �

Page 167: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/�/������ �������

'�����������������������6���������������� ������� ����������� ����������(�������������������������������������������������������������� ����������� ��������������������������� �� ����6������ �� �)������� ����������$��������(��� �������� ����������������������� ����$�������������������������������� ������ � ������� ���������������������������������������������� ������ ���������������������� ������������ ������� �����������%

������D��������������������������(���������������%���������� ��������� ����������� ������� ���� �������� � ������ �������� ���������� � ���� �������������������� ����������������:��������������������∆?������������������� ������������� �������������������' ���� ��������� �������� ������� �������� ����������� �

����D�������������������������������%�������������������������������������� ����� ������$�����������������������)���������� �����������������������-����������������������"����0��@����� �� ���������������������� ����$��� ��������� �� ������������������ �'����� ������� ������ ������������������������������������������������������������ ����������������������������-��� ��������� ����������� �� ������0�

�����D��������������������������������������%�' ��������� ��� ������������� ��������������������G�� ������������������ � ������������B�����������������������∆?�� ��$ ���������' �������� �������� ����������� ����� ����������$����

' �� ���� ������ ��(����������� ��$���� ��������������������� ����������������������������6�����%�� �������� ����������� ���� ������� ������*+!!�O���� ������/.!!�O���� ������������������#� �� �� ������������ ��( ����������� �������������� ������������������������������������������ ����/!!!�O�������������������������� ��������������� ��������$ �����%���� �2!!�O�

aletasexteriores

aletasinteriores

cabecera

tubos

aletas

quemador

tubo

aletasexteriores

aletasinteriores

cabecera

tubos

aletas

quemador

tubo

�����)�����*������������� ��%������������� �������!�#�������+� !��� ������������������+��!��� ������������� ������

Page 168: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

6��)������������������������������ ������������ ��� � %

�&���'������������� ��(��� ������������ ������������(��� ����&��'���������������������������������(��� ��������������������(������&��'������������� ��(��� �����������������������(���

���������������� ����� �$���� ��������������� ������� ���� ������ ������� ��������������������� ���������G� ��� ������������������ �������� �� ��������� ���� ��� �� �� ����������������������� ������ � ��������������� ����������������(����� �����$ �������G����� ����� �����������������(������������������������������������������������ ����������������������������������������������� � ���' ���� �����������������������������������������B���)������������������ �� �������������� ������������������ �������������������������������G����������������(����������������������������������� ������������� ������������������������������6���������������������� �����������

D����$���� ������ ����������� ����� ������� �6������������� ����-�� ���������� ���������� 0� ��)�����������"����� ������������ ����������� ���(���� ����������� ���� ����%

�0��D��������� �������� ��-5���;� *�0�0��D��������� ��������� ��-5���;� *����;� *�0

�� � ���������� � �� ����� � ������� �������� � �� �� �$��� ��� ��������� ����� �� ��������� ��� ������ � ������� ���� �����������B���� ��������� ������������������ ������� ���/�78��'�������� �$ �������� ����� �������������� ��������� �� ������������������������������ ����� �� �$������ ������� ��'�� ������� �� ����������� �� ������������ ����� ��������������G� ����������� ��� �������� ����������������������������������� ������������ �������� �

'����������������������������������� �������� ����������� ���� ������� ����� ������������� ������� ������������������B���� �������������������������� ���������������������������������(���������� ���/!!ED���������������"���������)������@��$ ���� ����� � �������� ��������� ���������������������������������������������������

���� ���������� �� ��������� �� ����������������� ���������������������������������������"����-����������������������������������� ��������� �0��?��������� �������� %

�&��'���������"����� ����������������������������������������������� ���� ���� ��� ������������G��� ��������������������������������������������������$ ���������

��&��'���������"����������������� ������������ � �����������������G������������������������������������� ������� ���������������������������������������� ��������������"���������)�����' ��� ������������������������������������

���&��'������������������"����������� ����������������� � ������� ���� ������������������������������������-�����"�� �������"���������������� ��������������0

'���������������������� ������������� �������������������� ��������� ���������� �����@��� �������� ����� ��������� ����������������������������������������������6��������� ���������� �������������������������������������������� �����6��� ���� �����������������(�� ������������

Page 169: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����� ����� ����� G��������������������������������� ���������������������������������������������$����������� �����'���� ������� ����������������������������������������������������������:������5-�$ �������������������������0����������������������������������� ������� �������������� ������� ������ ���� %

�0��L���������� %�?��� ���������������������� ��������������� �������� �� ����� ��B����� ���������� ����������������������D�� ����� �������������� ����������� �������������� �$������� ��������� ����� ������������� ���$(������������������ �����"���� �������� �������� ������ �������

�0��L���������� %�B���������� ����������� ����� ���������������� ����������������������������������������������� ���������$ ���$������ ���������������%���������������������������������������������������������������������������� ��)������������ ����'������� �$��������������������������������� �� ����$�������� ����� ������� ���������������� ��������������� ������� ����������'���� ������������������������������������������ ����� �� ������ ��������������������������������D���������� � ���� ����������� ����������� ������������6������������������������ ����� ��������� ������������� ����$��� ������������� � ������$��� �

/�/����1� ���������

'������������������������6��������������������������������������������������������������������(�������$ ���"����������������������������� ����������� ��������������������������� �� ����

'�������������� �$����������������������$������������� ����������������������������������������(��������� ������� ���

@��� ����� ��� ��� ���������������� �� ��� ���� ���� ������������� �������� ��� ����������� � � ������������������������������������ ������� �:������5�� ��������� �� ��������������������������������� ����+!,�����������"������������������������������������������������������������������ �����D������$ ������ ��� ������������������������������������� ��������$�������� � ����������$���� ������ ������ ����������

�� ������ � ������� ������������������������������ ����� �� �� ������� ������������������������������������������������������������$����� ��������� ���$����������� ���������" ��� ������������� ����� ��������������������������������������������������������� ��������)��������������������������������������������������� ���� ��� �������� ���������� ������� ������������������� ���������� �� �� ���� ��� �

B���)��������������������������������(������� � ������������������������ �������������������� ����������������������������������������������������������$ � �������������'������� ����"���������� ��� ����� ����������������� ���� �

=����� ����������������������������(������ ����� ���������� ������������������������� �������������������� �+!ED��$ ��������G� �������������∆?�������������������������������������� ����� ��������������� �������������������������� � ���

Page 170: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'���������������� ���������������������(��������(����� ��������������������������������������� �������������������������������������� ������%

�0��L�������������������%� � �� ���������������������������������������������������������-�"������������)�������0�� ������������������������������������������������������' ��� ��������$ ��������������� ����� ������������������� �� �������� �

�0��L������������������%������������"������ � ������������������������������������� ��� ����� �����������&� ������������������� ������������ �������������������������'������ ��������������� ������������������������ ���� ��������������� ������� %

&���D�������������������������������������� ����$��� %������������������� ��������������������' ��������� � ������������������ ���� ������������������ ������ ���� ������ ���������������� ������ ��������� ����� ���������������������� � �� ������������� ������ �

&���D����������������������%�' ���� ��������$ ��������������� ��������������� � ��������������������������������������������6������� ������������������������ ���������"����������������������������� ����������

��)��#�� ���������*

?�� ��� ������� �6������������� ����������� ����MHM�������������������������� ������� ���������������������������������� ����"���������������$���� ����������������'�����$���� ������ ������ ������������������������� ����� ��� ���������������

K������������ ����MM������� ��B���� ������������������������� ��������������������$ ��������������/2+ ��������������� ��� � ������������������������������� ������� ��� ��� ������������� ���(������� ������������ �

#� ��������� ��:���������:���� ��������� ������������ ����� ������������$ ������� ��������� �6�������'���������������������� ����� � ���� ������������������������������������� ������� ��� ������ ����(���������� �B������ ��� ���� ��������������"��6��������� � ��� ���� ������� ��������������� ����� ��������������������������

���������;�2������������������(��� ������ ���� ������� ����������� ��������� ������ ������� 6�������@����� ������� ���� �������(�������������������� � ���� ��������� �

/�7����8 !��������$�)�������

�� ����� ���������������� ���� �� ��������� ������������$ ����������� ���"������������������� � ��� �������������� ��$ �� ���� ���������� ������ ������� �6�������'��������������������������� ����� ��������������$ �������� ������������������� ����$(������������

Page 171: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ���)�,�&�� ����.����������� �������� ����%�������

mono-

componenteMono-fase gas H, He, Ar, CO2, H2O(v), ...

líquidoH2O, Hg, aceites, alcoholes,

CO2 (l), gasolina, ...

Multi-fase fluido condensante H2O(l) + H2O(v), ...

mezcla de gases Aire, ...

multi-

componente

Mono-fase líquido multi-component

H2O + solutos, mezclas, ...

[gas portador] + gas disociante

������������

multi-fasegas portador + fluido

condensanteAire + H2O(l) + H2O(v), ...

[gas portador] + fluido condensante-

disociante

[Helio] + N2O4 (l)] N2O4 (v) ] NO] NO ] O2 , ...

mono-

componenteMono-fase gas H, He, Ar, CO2, H2O(v), ...

líquidoH2O, Hg, aceites, alcoholes,

CO2 (l), gasolina, ...

Multi-fase fluido condensante H2O(l) + H2O(v), ...

mezcla de gases Aire, ...

multi-

componente

Mono-fase líquido multi-component

H2O + solutos, mezclas, ...

[gas portador] + gas disociante

������������

multi-fasegas portador + fluido

condensanteAire + H2O(l) + H2O(v), ...

[gas portador] + fluido condensante-

disociante

[Helio] + N2O4 (l)] N2O4 (v) ] NO] NO ] O2 , ...

=�������� �������������/21!����� �������������� �������������������� ��������������� ��B���� �D��������������������������������� �������� �������� %�?

���P�1!!ED��?

���P�*+ED����B

���P�//!7�>

������������������$���������������;� 9��D������������������������������������ ������� �������������� ���"����-78�>����� ����������������0������ ���� � ���������� ��������� ��������������������������� ������ ������� ���������� �������� �

#�����$������=����� ������%

/���@���������������������������������� �������� ����������������� ������ ������"��������� �����������������'��������������� ����"�������� ���������������� ������� �����������������B�������� �������� � ������%�η-���0�Q η-����0�Q η-�������0���������������������������������� �����������

*���@���������������������������������� ���"����-B�#�0����������� �������������� �������"��������

�������������� ���������� ������� ��������������������� ���������������������'�����

Page 172: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������"��������������� ���"����������������� �������������������������$ ��������B�������� �������� � ������%��B

�#��-���0�Q�B

�#��-����0�Q�B

�#��-�������0��� ������������������

����� ��������� ������������� �������������������� �����������-�������$ �����������������0�

9���D������� ������������ ��������� ��������� ������������������������ ���"���� ��������� ������������������������������������� ��� � �

Potencia específica Pesp (kW/litro de cilindrada)

Ren

dim

ient

o gl

obal

(%

)

o

o

Potencia específica Pesp (kW/litro de cilindrada)

Ren

dim

ient

o gl

obal

(%

)

o

o

�����)�����* ����������������������������,"-!������3�������+�3����������

��������������� �������� ������ ������������������������� ������ %

/����������������? ��������������� ��� �����������������������������

*����������������B ���������$ ������������������ ���������������� ��������� ������� ��������

� ���"��� ��������� ������������������� ������� �

'���������/21.�=���� ������������� ���� ������������? ��

���? ������ ����� �����������������B

��

����� ����������������������������� ���D����������������������������������������� �� �� ����� ������� �����=�������� ������ ������������"��������������$ �����������������$(������������@���������� ������� ��� ����� ������� �����=������=���� �����������������������$(�������������������� ������������ �?

�����?

�����������������������������G������������������������������� ��

�$(������������������ ���"�����$ ���������������������� ���������������������������'���������������������������� ��(�������������������:����������� �� ��� ����������� ������������:����-��$� ��������� ��������0�������� ������ ��� � ��������� �-�������0������� �-�������������������0������ �-���������"�����������0��?������ ������������� ��� ��(���������� ���������� ��������������� ��� � ������ �

Page 173: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����� ��������������� ����� ���� ������������������� ����� ��� � ��$ ������ ������� ����� ������ �6������

��0��D����6�����

���������� �������� ����� �������������� ������������������ ���$��� �������� ������������������������������������������������������������������������ ���������� �������� ��� � �������� ��������� ���� �������������������$�����' �� � ����� ������ �;� ���;� +�

F� ��������� �� ���$��� � ���������������������������� ����� �������������������� ����������������������������������� ���� ������ ������������������������ ��������� ����$��� ��������������� �� �� ��� � �� ����������������������������������������������� ��������� ��� ������� ����(�����������/�1+��6�������������������������������� �� ������� � ������������� ���������������������������� �������� ������������� ������� � ����(���������� ������� ��� � �

�����)������4���� ��������������.������������������������%���������?� ��������� 7������.������������������������� �������

@���������� ������ ��������������� ���� ����������� ������������ ��� ������������������� ��������� ����������������� ���(�������������$� ����� ����� ����� ������������������������$������ ���������� ����������$ ��������� �����������������������

B������������������� ��� �������������������� �� ������������������������������6�������� ��� ��� �����$����������������������������� ������� ��������� ������������������" ������������������ ���������������

Relación de compresión

Ren

dim

ient

o(%

)

Page 174: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)�������� �������������.���������������������%���������?� ��������� 7������.������������������������� �������

��0��D����L���

6���������� ���� ���������� ��������������������� �����6������������� ���(�������� �� �� ��$��� ��������������L��� �������� �� �� ����� �

�����)������4���� ��������������.������������������������4��������?� ��������� 7������.������������������������� �������

Relación de compresión

Trab

ajo

(J)

Relación de compresión

Ren

dim

ient

o(%

)

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

hidrogen

heli

argó

aire

hidrogen (ADIAB)

heli (ADIAB)

argó (ADIAB)

aire (ADIAB)

Page 175: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����������������������6��������� ��� � ������������������������������� ����������������������������������� ��������� � ������� ��������� �������$��� � ������������� ����� ������������������������ �������� ������������������������������������� �$��������������������������������� ����*�*+�������������������������� ��)�����$��� �� � ����������������� ��� ��� � ��� ��$ ��������������������:������5��/�1+�

'��������������������� ������������� ����������� ����������������� ������� �� ������������ �������� � ������� ��B���������� �� ��������� ����$��� ���������������� ������� �������� � �������������������������������������� �������������������������� �������

�����)��"������ �������������.���������������������4��������?� ��������� 7������.������������������������� �������

'��� �������� ������������������������������������� ��������� �����*�*+���*�+���� ������������������������ ���������������������������� ������������� ������� ��� � � ��"�������������������������������������� ����������������������"���������$��������������������������������������� ���� ���� �������$ ������� ����� ���������������������������������������� ����������D������ ���������������������6������������� ��� ������������� ��� � � ��������������������������������������������� ������������ ������������������ ��)���������������� ���������������� ��������"������� ��������' �� ������� ������� �������$ �������$(����������������$(����������������� ������������������������� ������

��0��D�����(���6�����&L���

F����������������� ����� ��� � �� ����� ���������������������$��� ������������������������������ ���������� � ������������ �������������������$����

Trab

ajo

(J)

Relación de compresión

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

hidrogen

heli

argó

aire

hidrogen (ADIAB)

heli (ADIAB)

argó (ADIAB)

aire (ADIAB)

Page 176: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'��� ��������������� ���� ���������� ��� �������������������������� �������������$ ������� ���� ��� ���������������������������������������������� �����������������������$�����B���� ���)������������������������������� �������� �������� ��������������������������� �$�������/�1+���*�+�B�������������� �$���������� ���������� � ��������(������������� ������������� �����������������������$ �� ��������� �������������� ��������� ��� ������� �

�����)��)���4���� ��������������.��������������������������0�%������$4��������?� ��������� 7������.������������������������� �������

�����)��,������ �������������.�����������������������0�%������$4��������?� ��������� 7������.������������������������� �������

Ren

dim

ient

o(%

)

Relación de compresión

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

hidrogen

heli

argó

aire

hidrogen (ADIAB)

heli (ADIAB)

argó (ADIAB)

aire (ADIAB)

Trab

ajo

(J)

Relación de compresión

Page 177: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'�������������������������������� ������������� ��� ���������� �������������� ��� ��� � ��������������� ������� �(������ ��� ������� ���� �� � ������������������ ���� ������� �� ���� ������ ������� ��������'���������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������

?������������� ����� ����� �� ������� ����������� ������������������������������������� ������� ���� ����$����� ��(����� ������������������ �

#���� ������������ ����� ����������� ��� ������������������������ �������� �������� �����������'���������������������������� ����������������������������$���������������������������������������������������������������������������' ��������� ����������� �������� ������"��� � ���"��� ������� ���������������

���� �������$ ��������� �������� ����������������������������� �������������������� ����������� ��������������������@�������������������� �� ����� ��$ ������� � �������������������������������� ������������������ ��)�� ������ � �������������������������������������������������$���� ������������������������������ ���� �$�������*���*�+�

L� �������������������� ����� ��������������$ ������������������ ��������������������������������������� ��������� � ������ � ��� � �� � ���� � �������� ��$���������� ���� ��� ��������� ����� �������� ��������� ����$��� ��������������������������������������������

B���������������������$��� ����������$ �������� ������������������������ ����$����� ���������������������������������

/�7����8 !��������$�)� �(!��

�� ��"��� ����������� ����� ����������������� ������� ����������������������� ���� ��� ��������������� � ��������� ����������� ���������� ��������������������� ��� � ��3����=����������/29/��� ���������� ��������� ����������� ������������"��� ��������������������������������6������F���������������������*1,���������*+!������������������������ �� ���� ������ �������������� ���� �������������� �*!S1����� �;*�=B��� ���������������������������"�����������������������$(�� �� ��������������������� ��� ��"��������������������� �"���� �� ����������� ���������� ��� ������ ��

�� �������� ����� �������� ������������"��� ������������� ��� �� � � ��%

�0��?��� � ������������������������������������������������������ ��"��� ������� ������������������"����

�0������ �������������"��� �������� ����� �����������������

�0��'���"���� ����������������������������������� ������� �

0��'�� ����� ��������� ������������������"������������� ������� ������� ������������������ ��������������� ������������$��������

Page 178: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B�������� ������ ��"��� ���������� ��� ������� � ������� ������� �6�����%

������ ������� ���� ��� ��(��������� ����� � ����������������������$ ��� ���

����B������������ ����� ������� ��������������� �� ������ ��� ����� ������������ ������ ����� � ���� ���������� ����������$������

�0������� ����������������� ��"��� ������������������������������ �������� �

6�������������������� ��������� ��"��� %������������������� �������������� �����"������������"������(���������������������� �������������������������� ��� ����� ��Z���������� ������� ������ ����� ��� � ����� ������ ��"��� ����� ������� ���� �� �

/�7����8 !��������$�)�������$���� ���

'������������������������������������������6����������� ���������������� ���������$��������(��� ��������������� �������� ����������� ��������� �� �����������#�������������� ���$ ���������� ������������������������� �$������� ������������ ������������������������������ ����������������������������������������������� ������������������������� ����� ���������������� ������ �������������������� ��!�-�� �������������0��� ��� �-���������� ���������0�

6���������������� � ������� ������� ��������� �������� ���� ���������������������������������$ �������� �� �����������������������#����� ������� �� �����������( �������� ����������� �������������������� ��$ ������� ���������������� ������������������������������������������������������������������ ���������������$ �� ������8��7�����@�������/21 �����������������������$� ����������6���������������������� ������� �����������β� ������� ��������� ����$����� ���������6�������D������ ������ ����� ��������� ��������������β������������������������������������������ � ������ ������� ��� %

�0��'����������� �������������������������������������������� �����������������������)���������� ������ ������ ������������������������ ������������������� ����$(������������'�$�����������������%� ����������$ ���������

�0������������������������ �����������������������������"������������������������������������������� ������������������������� ��������$ ����(�������� ����������' �����������������������������������������������������$����

�0��'�����������β� �������������������� � ���������� ����6�β������������������������������� ���������$(���������������������@��$ ��� ������������ ��������� ����������������� ���� ���� ������� ��������� ��� �������������������������?

���� ���������B���� �����������

������ ������������������ ������������������� �������������;� 1�0��'�������������������������������� ��������� ���?

��������I

$�%!� �������������������������

' ������������������������������������������$ ���������� �������� ������������� ����������� ������������

Page 179: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�0��'�������������������������������� ���$ ��������$������������� ����������������(��� ����� ����������������� ������$ �������������������������� ������������������ ������������������������������������������'���������������� ���������$������������� ������������������ ����� � �����$ ��$�� ������������������ ������������$ ����� ������������

����(��������������������������������� � ������ �������� �������������� ����� ����� ���������������� �� ���������� �:������5%

�0�������� ��������"��������� ������ ��������������������� �������������)������������������������������������ ���������� �

�����)��-��5.��������������������� ������� ����������������� ���9�.���������������

�0��'���"������������������� ���������$������������� ��������������������������������������:���������� �������������������������������"���������������������������������������������� "����������

6�βP� ��� ����������� ���������� ����������������������������������������� ���������'�������������������� ����� ������� ������� ������� ����������������( �������� ����� ����������� �������&�������� �������� ����� ������������������������� ��

@����� ������� ������� ������������������������� ��� �������������������������� ������� �� ������������ � ��� ��� ���������� ��'�������� �����������������������������B

���-���� ��������

������������������� �0� ������������������?����������� ���)������������ �6�������������∆?- �����������0�������������� ����������������� ������������ �

Rel

ació

n de

pot

enci

as

Relación de masas

Page 180: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/�7����8 !��������$�)�(!�������������������

B������� ��������� �������������� ������������������������������)����������� ������ ����� ������"������������������� ��� �����"����� �����������������������"������������������������������������������������������� �� �������������������������"��������� ����������������

' ����� ���������������� ������� � ������� %������� ����� ��������� ������������������ ����������� �������( ���������� ��������������������$������β�-������������������� ���������������������������0������ ��$����� ������( ������������������ ����������������������� ��������� ��������������

�� �������� ����� ������� ������������������������������� �������� %������� ��������� � ��������$�� �-�������������������� ����0����� ����������������� �-����������������������������"�����������0�������� �������������������� �����-������������������� ������� 0�

'������������$ ������������������� ����������(������������������ ��������������������� ����& �������������������������� ���������������������6����������� %

J�F�����������[�J�F���� ����&&&W�*�JF���� ����[�*�JF�[�F�-!����� ����� 0�����-/��������� 0�������-*����� ����� 0�����-9����� ����� 0

8��7��� ��=��A����� -/2110� � ������� � ��� �������� ���������� ��� ������� ��� ���$������β� ����� �������������������������6�������'��������������$� � ����������6����������� �� �� �������� ����������������� ������� ����������������������������������������[��������� ��� ����� ������������������������$������������ �� �� ��� ������������������β� ������������������ ������� ����� ���$����� �� ����������������������������� ��� ��� ���������� � ����� �� �� �

���+� ���������,�� ������ &��� ��� ���

/��9�����!��������������������

���������������(�������������������������������������� ������������������6������������������������������/������ ���� ����� ��� �������������;�/!� �������������������������� ������� ����� �

�����������B�P�4�T����T���T�I -;�.;0

���%

�%��B����������������-80/%��J)�������4�����-����������.�/0�

�D��B�� ���������������-���0

�%��5������������������������-:�0�%��I��������������������� ��������������-��0

Page 181: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

#�����E&�2��F,�� ��/����5,����������������������� �

Temperatura del

calentador 600 K 800 K 1000 K 1200 K

NºBeale (motor bien

diseñado)0'008 0'017 0'025 0'030

NºBeale(motor poco

optimizado) 0'002 0'006 0'009 0'010

' ������������ �)���������$����� ���������� ���� ��� ����������?������� ������ ��������������������������� � ������������������������ ������� �6����������� %���������"�� ��������������������� � ������� � ������ %

η&'(��()*

��P��-!S ÷!S+0T η�+�),'

��P��-!S ÷!S+0T�-/�&�? ���>�?

��0 -;�.20

' �����������$�����6���������� ���������� ���������������� ��������? ��P�.!!ED�-�"���������)����

�������0���? ��P�*!ED�-����������������������������0��������"���� ������99,�������������#�����

������ �� �� ������� ��������� ������������������� ����"������������ �� ������������������������� ��������������������� ���������

��������������������������� ���������������"�������"������������������$�����B���� ����������� � ��� ������ � ������ �������$���������"����� ��������$��������������������������������������������� ����� ��%�����������������������$����-B0���������������-η0�

�� ���� ������ �B������������6������� �$���������������� �������� ��������������� ������������6����� �������� ����������������

�0��I������-�0%�H������������������������������������������������������������������G����"������������������������� ������������� ��������������G�� ���� ������������ ����������� ������������������������� ����� ������������B�����������������'��������������� ��������������"��������� �������������������������������������� ����� ���������������������������������� ����������������(���:����������B

�����������η��$(������������ ������ �� ���������������������-�aη

��b�W��aB

��b0�

�0��B�� �������-� ��0������ ����$(���-B

��0%�'����������������� ��������������������� �������

����������������������� ��� ����� �����������������������H���������������"����� ����������������������� ���������������G�������� ����� ��������� ��������������������������� �� ��������� ��������������������������������:���$��������B

������������η

������������ ������ �� ���������������������-�aη

��b�W��aB

��b0�

�0��?������������������������-? ��0%�' ��������������������$ ������ �������������������$ ����������

�����������$������������������ ���������$��$ ����������?������� �$�������������

Page 182: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������������������������������������������D��������������� ������������������������������

0��?�������������������������-? ��0%�B������� ������������������������������������������

����������������������� �������������������������������������������

���������;�+/��(�������$��������������������� ������ ��������� ��'�������������� �� �� ����$����� ������������� ������������������������ ��������������������������� ��� ���$ ���� ����� ��� ���� ������ �B������������6������� �$����������������������� ����$����� �����������������������������������6����� �������� ��� ���%

�0��D�����%�'���� ������� �6������ ������������������������������������������ ����)���� �$(������"���������� �� ������������������������������������������������������������������������������� ���������� �������-�������������������0��'���������������������� ������"����������������������� ������$����������������(����������� ���������� �������� ������� ���� ������ ���������������� ��� ����� ����� � ��������� ��$ ������ �

Tmax y Tminconstantes

Tmax y Tminconstantes

Velocidad, n Presión media, p̄

Temperatuade calentamiento

Temperatuade refrigeración

Tmax y Tminconstantes

Tmax y Tminconstantes

Velocidad, n Presión media, p̄

Temperatuade calentamiento

Temperatuade refrigeración

�����)����9�.�����������������������������7 �������.������ ����� ���������������������� ���������������� ���!���!�5.����������������������.�������������������������� ����+� !�5.����������������� ��������.���������� ������������������������+��!�5.���������� ���������������������������������������������������� �����+��!�5.���������� ��������������.������������������������������������������ �����

Page 183: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�0��L������������)���� ������ �-70%�' �������������������������������������������������������� ������������������������(��� ������������������ ���������$(������������� ���7�������!�;���/������������������ ����$����� �

�0��L���������������>�$������- >#0%�6�������������� ������������!�+����������������$�������(��� ������������������������ ����6����������������� ������� ����������������������������������������������������� ���� ��� �������� ������^������������������������������� ������������������� ����

0��L������������������������-M0%�� ������������������������������������-��������0�������������������$��������(��� ����'�������������� ������������������������������ ������������ ���(���� �-����������M0�����������������������������������:��������� �������������������M���������������� ����� ����

�0��V��������� �� ��-α0%����������������� �� ������� ������������6������ ����� ��� �������������� ��������������������������������� �� ��α���������������� ���������$(������������� ���α�������.!E���/*!E�� ��)�����������

���������;�+/���� ���������� ���� �� ������� � ������������������������������$��� ���������� �' �� � ���� ������� ������� ����������� �������������$ ������#������� �����( ������� ������ �� �������������������������������� � �������� �����������#����� ������� ������ ������������� ��(������� ������� �������������������������������������������� ������$��� �

�����)�����9�.���������������������7 �����������K�� ����������������� �+��������������������������������� �����+��������������������������������� ���������@��

���L�����!�τ @-M�����τM@-M����!�5.�������.������

��� ��� �������=@'��� �

L'�����

!��5���������� ����=���������������� �������+� !�5.������������������������ �����N@'

��� ���L'�����!+��!�5.���������7�����������.����α�

��������"���������� ������� ����� �������������������$����������� �������������������B���� �������������������� ���������������������� �

D��������������� ����������� �������� ��������������������� �6����������������������� ��� ����������������� �������������� �� �)���� �� ��� ������ ��������' ���� ����������������������� ����� ��������� �*+!!���������� �6������������� ������� �=@DH���������������$������������ �+!!!����

Page 184: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

@��� ����������������� � ������� ���� ������� �6�������������������������$������������ ���������� ������ ����������� �������� ������������������� ������� �������� ������������������������-���� ����� %�+,����������������������������6������������� ���������������� ������ ����*!!,0��' ���� ���������� ����� ������ �� ������ ����$��� ������������������� ��������� ���������������� ����� ������� ������������������$��������������� ���������� �����������������������

�������� ���������������&��������������������������&�������������������������������������� ����������������������� ������ ���������" ��� ��������������������������������������������������������������;�+*���� ���������������

�������� ��������� ����������6������� � ���������������������������� �������� ��� ���������������������������� ������ ��� ��$ ����� ������� ����$(������������' �����������" ���� �����������������%

�&� � B��� � ���� ��� ����� � ��� ��� ������ ������ �� ������� � �� ��� ��� G� � � �����������" �����������������������������

��&��'����������������������������������"���������������������� ��������������������� ������ ��� �

�����)�����*�������������/����������������������� ��&3���������������������������� �������� ���+������� ����

Velocidad del motor, n (r.p.m.)

Par

T (

N*m

)

Page 185: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

D���� ����������� ��������� ������ ����������������������&������������������������������� �����������&�� �$������ ��������������� ���������������� ����� �������$��� ����� ��' ������������������� ������������������������������������������������ ���� �������� ������������' ���� �������������������������� ������������( ����������� ����� ����� ������ ��� ������������� ������� �������� �����������;�//���������� �� ����� ��������������������������B���η,������������������-���������� ������������� ��������� ��������0�����������;�+/���� ����� �� ������� ����������$����

Potencia

Velocidad o Presión Velocidad o Presión

RendimientoPotencia

Velocidad o Presión Velocidad o Presión

Rendimiento

�����)����5.�����������?�������� ����������������������� �������� �+����.��������������������� ��������.��������������������������$�5.���������� ��� ���+��$�&?���������������� ����������.���������� ��+��$5.������������� �������+��$�&?�������?� �����������������+����������+��������������.������1����+��$&?�������?� ����������?��������3� �+������������?� ���������������������� ���.���+��$�&?���������

.�������� ��7����+�"$�&?����������.��������������7 ���+�)$�&?�������������������������0��������

@������������� ������� �������� �������������� �6���������� ����������"������������������������������������������� ����������� ��@��� ������������� ���� ������������� ��������������������� ������������� ��$� � ����$�����' �������������� �������� ��������������������� ����������������"���� ���������� ������������� ������������ ����� ��� ����$���

���������������� �� ������ ������� �6��������� ��������� �������������������� ����$��������G��� ��$ ����� ����������� ������������������������������@�������������� � ���� ����������� ���������� ������������������� ���������������������������� ������������

D����� ��� ����������������������������������������������� ���������������������������������������� �������������������� ���������������������������������������������������� �6�������6������� ���� ��� � ���� � ���� � ���� �������� �������� � �$�� � �� �������� �� �������� ' �� ���������� ��( ����

Page 186: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/��9��������������������!�

�� ���)�����*�������������������������?������������������������ ������� ����%��������*�������1������������.�������.����������������������������������������� ����� ����

��������

��������������

������

�� �����

��������

������

�� ������

������������

��������������: reduce la amplitud

de la excursión de la presión del ciclo Proporcional Nulo

������������������� �����: el

movimiento continuo (senoidal) de los

pistones y las inercias del fluido hacen

que la distribución ya no sea la ideal.

Proporcional NuloPérdidas del ciclo

modificado

��!�!�����!�: La elevada velocidad

con la que se repite el ciclo no permite

intercambios de calor isotérmicos.

Proporcional Constante

����������: a través y a lo largo de las

paredes.Constante Regresivo

���"�������#��!��!����: hacia el

ambiente.

� �����$�!�%!���!": los émbolos en

movimiento absorben calor por el

extremo caliente de los cilindros y la

pierden por el extremo frío.

&����: cuando la fuente de calor es por

combustión, parte de la energía se

pierde por el escape. Proporcional Constante

Pérdidas

térmicas

�������!���'�����: debido a la

diferencia de temperatura entre

extremos de los intercambiadores

Page 187: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'��������6����������������������������� �������������������� ������)������������������������ ���������������J��� �������� ����� ������������������-���������������������������������0������ ���������� �������������������& � �������������������������&����� ����������� ���������� ����� ����

������������� ������������������� ������� �6���������������� ������������������� ����������� � ��� ���� �������������� ������� ������ �������� �������� ��� ��������� �������� ����-��������������� ������������ 0������������� ������ ������������� ���������� �-:D0���������(�����������-DF0� �����(������������������� �������� ����������������(� ������������-JF

-0� �

������������������������� �������� ������� �������� �����������

' ��� ����� ����� ���� ������ �� � ����� ���� � ������ � ��� ������ �� �� ���� � �� �� ���� ����� ������������������������������ ���������������������������������������� ����� ��������� ����������� ������9!,��� ������ ���JF

-�

B��������� ������������������������� ������� �6������������������� �������������������������� �������� �������� � ����������� ������������ ����������������� �������������� �������� ���������������� ��������������������������������������� ���������� ������ � �-�����������0��' ��������������������������6����������� ����$ ������������ ������� ����������� �������� �����������

�� ������� �6��������������������������������������X ���� �������� � ������ ��������� ���� ������������ ���������������� ���� ������������� ������������������ �������� �����������������6 ��������������������������������������������������� �� ���������

#��������������������������� ���������� �6���������� ����������������� ����� � �� ��� ���(���� ���������������������������������������������B��������������������) ����� ���������������6���������������/!�4���/+�4����� ���������������������

����� �$ ��������� �����

'��������"������������� ������������� ������ ���������" ��� ����� ������� �6�������������������������������������������������������������������� ����D����� ��������������������������������$����������������� ������������� ����������������������� ����������������������������������� ����$����� ��'�� ����������&�������������� ������������������������������ ����� ���������� ����������������������������� ������ �������������������������������������� �����������������������������������

@����� ���������� ����������������������������������������������������������������� ���������� �������������� ��������� �������������' �� ������� � ����������� �������������������������������������������������� ������ � ��)����� ������������������������ ���������� ��������������������'���� ����@���4�������������;�+9������ ���������������������������� ������

'�����������������"������������� ������������������������������������������������������'������������������������� �����"��������������������@���D�������������;�+/�������������"��������������������������������������������������� � ���

Page 188: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Velocidad, n (r.p.m.)

Par, T (N.m)

Tresistente

Velocidad, n (r.p.m.)

Par, T (N.m)

Tresistente

�����)�����%��������������������������������� ��������.���������������� �����!����������������������������������������������!+����.����������������������

'������������� ������� ������� �����������)�� �������������������������������������������� -����������� 0�������������������� ��)���������� ������������������������������������������������������������ ���������������������� ���������$(������������-�"������� ���0����������$(�����������������$(�������������'�� �����������������$ ����������������� ���� ����������������������������������������������������������������������"��������������������������������&������������������������������������ ������=�������� ���������������� �� ������ ���������������������"����������������

' �������������������������������� ��������������������? ���

�� �������������������������������������B���������� ������������ � ���������������������� ������������������������������� ���� ������%����������� ��������������������������������������������������� ��������� ���� ����� ������������ G���� ������� �����?

������������������������ ������������������������������������������

������ ����������������� �������� ���� ��������� � ��"��������������������� �

B���� ������� ��� � ���� ������������( ����� � ������ ����������������������� %������������������� �������������������������������������������������������� ����$����� ����������������� ����� ���������� �� � ���� � ��%

&'������-���������0� ��������������������� �������������������������������� ���������� ��� ���������� ��������� ����������%���������� ������ �� ��� ���������$(������������������"����������� �����������������

&����������������������������? ���

� ������������� �������� ���������$ �������� ����-�"��������)����0������� ���� ���������������������������������������������������������������

Page 189: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������� ��������� ���������������#��� ������������ ��������� � ������ ��������������$ ����� ��� ������������� �������

��������"���������� ����������������������� �� �� ������ � ���� ������������������������ �� ������&������������������� ������������������ ������ ����$(���� ��� ������������������������ ������ ������&�

/�������:����������� ����������!��

'�� �������������������������������� ������������������������������$������������������������������������������������� ��������������������(��������������������"���������)������� ������������������������������������������������������������������"���������������� �����)����������� ������������������� �� ��' ������������ �����������������������������"������������������������������ ����� �������������� ������������ �������� ������ ����� ����������������������������� �� ������� �������� �����������������������'��������� ��$��������$ �����������������$ ��������� ������ ��������������������� ������� ����� ������������$ � �� �������$��� ����������������'�������� ��������� ��������� ������������ ��������������� ������ ����� �/!!ED�������� ��������� ���������������������������������������������"������������$����� ������������� ��� �������������� � ������� �

��������������������? ���

����������������������������������� ���������?�� ��� � ���� � ��������������$ � ��� ������������������������������������������ ������ � ���������� �����������������������������������������������������"����������������������'������� ���������������� �������������������������������&����� ����G������������������� ����� �����������)����������� ������ � �����������������G������������������������ ������������� ���(�������� ������ ������������� ���� ���������G������D������������������ �������6���������������/211���������������?

������� �����

��������������� ������������������������� ��������������� ����������������������������$������������ ��������������������������������@��������������������7&3���������4� ��� ����������������������������������������������������� ����������� ��������� ��� � �B���� ���5����������� ���� ������� �

/�������:����������� ���������������� � !�������$�)

D���� ������� ������� ������ ����&���������������������������� ��������������������������@�$ ���� �����$ �������������� ���@������������ ���(��������� �������� ���� ��� �����

����6 ����������������� ������-B���� 0%�'������ �����������������;�+ � ����������������� �������������������������������� ��������������������������������$�����@�-���������� ��������$�����������$�����������������0���������������@������������� ������� ������������ �������� ������������� ��������� ������ �������� ���������������������������������������������������������������$�������������������������� �����'������� �����������&��������������� ������������������������������������������&��� ����$������4��������������������������� ������� �� ���� ������ �������������� ��������������������������� ����'��� ����� �������� ��� ������������������������ ������ ��� ���������������������������� ���

Page 190: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)�����%��� ������������������������������������� ���������.���������� ��+��2�����������$��������������������� �������������������1��������:+�(���*���������7�����������������$�#���������.�������

�� ������������+��$�*������+��$�#�����1���+��$�&����+��$�*7 �����������1���������������.��������.����+��$'7����������$����+�"$�* ������

����6 ����������������� ���������������&�������-B���� 0%�B������������ ������������������������������������� ��������������$������������������"������������������� ������&�� ��������� ������������� ������������� ��&�� ������������������� ������������� �� �������� ����5�����'��� ���?����' �����������������������������$������D�-���� ������� �����������������40����������������������������������$��������������������������������$�������������������� ������������#��� �������������� ��������������� ����������������������������������� ����������������������� ����$������������������������ ����������$������������������� ������������������$ ��������������������������� ���������� ����'�������&����������������� ���������������������������������������'�� �������������� ����� ���������� �����������������;�+ �

����6 ���������������������%�6���� ��������� ������������������� ����������������� ��������������&����������������� ����� ����� ��$����� �@���4>D� ����������������������������� �������� ���������� �����������������������������������������#������������������ ������� ���������������������@������������������������� �������������������4>D�����������������������������������������������������6������������������������������� ���� ��$����� ���� ������������� ����$������������ ��� � �B���� �������6��������<������=���� ����������� ��� ����������������� ��������� �

Page 191: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/�������:����������� ����� ��!��� ���������

�����������������������������-���������������������� ���� ���� �������� 0������ ������� 6������ ��������������������������������������� ������������ ������������� ��������������������������������������'������������������������������������������ ��� ���� ������ ����������%�������������������������������������������������

���� ���� �� �$����� � ������ ��������� �� � ����� � ��������� ������� � � �$���� � �� ��������������������� ����������������������� ���������������������� �������� ����$�����

@������������������$����� ������� ��������� �������������������������������������������������������� ������������������������������ ��$����� � ����� ������������������ ��������������� ���������������������������������

' ��� �����������������������������%������������� ��������� ����������������������������������������������������� ����������&���������� ������� ����� �� ������ � � � �������� �-�����6�����0������������ �������� ����� ��� ����������������������������� ������ ����������������� ����� ����������������������� ��$����� �

/�������:���������� ����! ��� ���

6����������������������������������$��������� �� �������������� ���������� �� ������� ��������������� �������������������$�������������������������6�������' ���� ������������$����� ������������.!E&/*!E������������� ������"����������������� �� ����!E���9.!E������������������������������������� � �������� ���������$��������������� �������������;�+9�

I���������$��������� �� ������ ���� ��������������������������������-�����0�� ������� ���������������������� ���������������������� ����� ����������������������������)���������������� ��������� ����������������� ����������������� �����������

' ��� ����� � � ��������� ���� �������� � �� ����� ������� ���������� �� � � � ������ � �� � � ��� ������� ������������������ ������ � ��� �� ��������� ���������������� ���������� �

�� ������� ������������������������� ���������$��������� �� �� ���������& �����������9.!E�����������)������������ &��������� ������ ����������������������� ���������

/����#��:����������� ���������

'����������������������������� ������������ ������������ ��������������������������������������' ���������������������� ��������������������������������������������������������� ������ ������������������������ �������� ����������

' ��� ����� �����������������(����������� ������� � �������������� ���������������������������������$��������� ������������������������������������������� �� ���� ��'������� ��������� � ��� ���$��� ���������������� ������ ��$ ��"���

Page 192: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)�����5.�������7��������.�������� �� ��������������������? ���� �������������:$��70� ������������������ �������������������������+�($��70� �����������������+�*$�'�������������� ������������������������!+�#$��70� ��� ��������������������� ����;��� ���.���+�� ����

���������!�

@����������� ������ ������� �6��������� �������������� ������������������� ���������������������'��� �� ������� ��������������� ����������� ���� ������������������������%����$ ����������������������������� ���B���� � �� ���������� ���������������� �����������&������������������ ������ ������������&�� �����������������������������������������������������������

ángulode fase

Pot

enci

a

Page 193: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ��� ��������

)��� � ������� ��

6������������������������������������� ����$������ ����������������"�����$����-���� �������������������0��������"���������)������������������� �����������������"��������������� ��� ��������������������2�/�

����������$ ����)�����������������������"���������� �������������������������������������� ������������������������������ � ��� ����� ���������������������������� �

Energía Primaria

SISTEMA COGENERATIVO

EnergíaMecánica

EnergíaTérmica

�����,����#����� �����.�������������/�

����������������������������������������������������������� ������������ ������ ���� �� ������������������ ������� ��� ������� �������������� �����"�� ��������� �� �������� ���� ��� �������� ����������������' ��������������������� ����������������"�������������������������"������������� ��$ ��������

���������2�*���� ��������������������������������"������������� ��������� ������������������������������������������ �������������- ��� �������������������"����������0���������� ������������������������������������������������

�� �������� ��������� ������������������ ��%

�0��<������ ���$� �%�'���������������������� ������ ������� ������� ������������ ����������� !,�������������������������������������������� ������� ���$ �������� ������������ �������� �� ���������� ����������������������������������������������� ��� 9!�,��B��� ��� ������� ���� ����� ������ �� �����"�� �� ����� ��� ������ �� ������ �� ����

Page 194: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B����������������������������������������������������������������������������� ��������������+!,������;+,�

�0��G��������'������� ���������'�%�'������������������������������"���������������������������� ���������� ��������� ��� �������������������� ��������� ��� ���������� ���� ��� �� ��'������������� ������������������������������� ������� ��������������� ��������������������&���������

�0����G�$���������'����5?����%���������������������������������������� ��� ���� �������� ���� ����� ����� ������ � �

0� � �.� �� �� �'��� %�'�������� ������ �� ������� �� � �� �� ��������������� �������������������� ���������� � ���� ������������� ��B��������������� ��� ���� ���������������������������������������� ������������������������ ����������� �������������������� �������������(�� ���������"�������������������' �� ������� ����������������$����������������� ����� ��� �

0����H������ �����5����������������������� ��?����� %�'���� ������������ ��� ������������������������"����( ����������� ����������������� ������������� ������ � ������ ��������������

�0��������)������������ ���I����?������%�B� ��������������������������� ����������������$ ������������ � ���� ������������

50��=5������'����$ ����%������� ����������������"������ ���" � ��� ������� ������������� ���������������� ������������ ������������� ����������� ��"��� �������� �����������

�0���G��I �� ����%�B� ������� �������������� ��������������������� ������������������������������"���#������������������������ ������� ���� �������� ���������������������������������� ���� �������������������������������������� ����������� �

�0�����) ���������������������'���5����������%�'��������������������������� ������������� � � ����� � ������ � ����� ����� ����� ������ ��� ��������� ����������� ��� �� � ��� � � ���������'���� ���������� ��������� ��������������������� �� �������� ��������������-������ ����� ��������� ����������� 0�

D����� ������� ��������� �� �����%

�0����� ��������������� ���I��%���������������� ����������������������������������������� �������"� ��������� ��@��$ ���������(������� ������ ����� �� �������� ����������������������������������������� �������������� ����������������

�0� � � H�$���'�� ���� ���%� ��� � �������� �� �� � ����� � �� ������������ ������ ���� ���� ��������� ������������������������������������������������������������� ������������������� ��

Page 195: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�0� �.���� � � ��� � ���������'�� � ���%�@������ ��� ������������ ������� �������� ��� ����������&����������������������������������������� ����������� ������������������������������������������������������������������������������������

0��F �����$��� ���)�%�' ����� �������������� ��������� �����������&������"������������������������������������������������������������������� �� �������� ��������������� ���������� �� � ������������������������������������������������������������������

�����,����:3�����������/����� ��������������� ����������������

)��� �� ���,��� �� �������� ��

'������� �� �������������������������� ������������)�������������������� ��� ���� � ��)������������ ����������������� ���������������������������"��

'���������������������-� ����50�-5���2�90������� ���������������������$ ���������������������������������"�����������-���$���0�� ���������������������� �������������������������"����"������������� ���������������"����������� ����������������������� ���������� � ��� ��������� ������ � ��� ����������� ������� ������

��

(15)

(6)

Sistema de cogeneración

Combustible (153)

Rendimiento eléctrico: 33% (92)

Rendimiento térmico: 90% (61)

(30) Unidades de energía eléctrica

Pérdidas

Pérdidas

Unidades de energía térmica

(62)

(55)

Combustible (100)

Rendimiento eléctrico: 30% (100)Rendimiento

térmico: 80%

(30)

(55)

Unidades de energía eléctrica

Pérdidas

Unidades de energía térmica

Sistema convencional de generación de energía eléctrica y térmica

Page 196: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Generador de electricidad

Gases escape a proceso

Co mbustible

�����,����*��������� �����

Generador de electricidad

Co mbustible

Flujo calorífico

ProcesoFlujo

residual

Salida a la atmósfera

�����,����*�������*��

B����������������������������������-� �� ���50�-5���2� 0���������"����������� �������������� ��� ������� ����� ������� ������������ � ���� � �� ����� � �$�� ������������ � ���� � ���� ����� � �� ����� � ��� �� � ���� �� ��� ������ ���� � ����������� �� ���� �������� � �� � ���� �� ����������� ��� �������������������� ���"��� ����� ����������"������������������'������ ������ � ��� ������������ �� ���� ������ �2!!�ED������������������� ��������� �������������������������������������

�� ����� ������������������������������������ ��������� �������� � ������������������������� ������ ������� ��B���� ������������������ �������������������������������������������������������$ ������������������������������ ����������� ������������������@��$ ���� ������� �� ���� ����� ��������� ������ ����� �������� ������������ ���� ��� ���������� ������ �� ������������ �������������� ���������������� ��������������� �� � �

'( ������������������������� �����������"� ����������� ������ ���� ������������������� ������� �� ������������� D��� ��������"�� ����� � � ��������" ��� � ����� �� ���� ����$�� ����� ���� ������������(������� ������������ �� ���"��� ����������

6��������������������������������� ����� ���������"� ����������� ��������� ��������� ���������������������

Page 197: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

7�����������������������!�$����������

'����� ���������������������������������� �-5���2�+0��������� ������ �����������������$����������� ��������������$���� �������� ����������� ���� ����� � ����������� �����������������' �� ��� � � ���������� �������������������� �������"��� ������������������"�����$���������� ����������� ������� ���������������"����������������������������������������"���� ����������������������������������� � �������� �-������������� �+!!ED0� �������������������������� ������ ������ ��������� ����� �����������������������

�����,����5�2�� ����������� ����������

�� � �� � � ��� ��� ���� �� ��� ������� ������ ��� ����� ����� �������������� ������������ ��� ��� �������������� ��������"���� ������� ���� ���� ��$ ������� ������������������������� ����� � ���� � ������ %

/���D������������������� �����������������������������������������*���������������������� ��� � 9���H���������������

�� ��������� �������� ���������������������������� ����� � ����� � ������ %

�0��@����������������������� �0��@����������0��@�������������������� ��� � ���� ����0��L�������������� �������!�+���/!!�=80��<� � ���������������������("������������������������ ������ ���

�� �� ������� ��$ ���������� � ��%

�0���������� ������ ������ ���� ��������� �0��I������������������������������

Cámara combustión

Gases de escape

Generador de electricidad

Turbina

Combustible

Compresor

Aire

Page 198: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

7����������������������!�$�����������

'����� ��������������������������������������-5���2�.0��������� ����� ��������������������������������' �������������������� ���� ���(�������������������#��� ���������� ��������������"�����$������������������������������������������������������������'������������������ ������������������������ ��������������(��� ����������������������� ������������������������ � ��� ������ �

�� ��������� ����������� �������� ��������������������������� ��%����������������������������������������������������� � �� ��� �����������������������

�����,����*���������������� �����������

�� ��������� �������� ����� ������� �������������������������� ��%

�0��@�������������������0��@���� ������0��B����������� ����������������� ���� 0��������������������0��@�������������������� �0��6 ���� ����������� ��� �������� ������ ��( �������������(�������

�� �� ������� %

�0��4��������������������&������0��J�� ������������������������ ��������� ����� �0��@������ ������ �������0��B�� ������������������

Gases de escape

Agua de alimentación

Vapor a alta presión

Vapor a baja presión

Generador de electricidad

Turbina de vapor

Combustible

Generador de vapor

Page 199: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

7���������������������������� ��������������$!�������������

�� ������� �������� ����������� ���������������� ��������� ����������������'��� ����� ���������������������������� ������� ����� �-������������������������������������������������������������������������������������������� ��� � ���� ����0�������������������� �������� ������ ���� ������� �����������������������������������������"����������� ���������������� ������ ����� ������� ������������������� ��������-��������������������� ��������� ��� � ��� ��������� ������� ��������������0�

'���� ������� ����������� �������� �������������������������� ���������������� �������������������� ������������������������ ��� � ���� ������'���� ������� �#� ����������� ������������������������� ����������������������������� ����'�����������2�1� ���� ��������� �������������������� ��������������������������������������������

�����,�"��*�������������� ����������

����������������������� ������� ����������� �������� ����������������������� ��������������� �������(����������� ������������������� ���������� �������������������������������� ���� ���"�������������

F��� �������� � ����� � ������ %

�0��4����������������������>��������������0��'����������������������

Gases de escape

Agua de alimentación

Vapor a alta presión

Generador de electricidad

Combustible

Generador de vapor

MotorAlternativo

Refrigeración Motor

Agua

Consumo de agua caliente

Consumo de vapor

Page 200: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�0��H���� ����$ ��������������������� ���������"� 0��������������������

�� ��������� �� ������� � ��%

�0��@������ �������������������������� ������� ���������0��'����"����������������������������-������� ������ ���������� 0

7����������������������������� ����$����

�����������"����������������������������� �������������� �$��� ��������������������������� ���� ��������� ���������������������������������������������������� ��������

D�������������������������������� ���������������������� ������������������������������� ��� � ��� ��������������������� �-������������������������������0����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������� �������������������� ����������������"�������������������������#��� ���������� ����� �����������������������������������"�������������������������������������

'�������������������������� ��������(��������������������������� ���������"� ������������������������������������������������������������'�����������2�;� ����� �������� �������$ ����������������������������������� ������������������

TURBINA DEVAPOR

GENERADOR DEVAPOR

TURBINA DEGAS

Agua

ConsumoAire

Combustible

Gases

�����,�)��*�������������������� ����

D��������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� �������� �����������������(�� ������������������������� �������������������� ����$��� ��@��� ������ ��������������������� ���������������� ��������������������������� � �������������������������������"������������������� ����������������������� �����

Page 201: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

7���#��;��������� ������������������

'�� ��� ������ �� ��� ������������ ���� ���� � ��������"� �� �� �� � ����� � ������ � ��� � �$�� ����������� �������� ������� ����� ��������������������� ����� ��������

/���� � ��:������5��' ����������������������������������������������� ������������� ���������������� �����(�������B�� ���������� �������� � ������� ������� ����������� �������� ���������%����������������� ����������������������������������������������������������� � �� ��� � ����������� �� �� ������ ������� ����� ���� � ���������� ���� � ��������� ������� ���� �����������"��� �$��������� ���������� �������������������- ������� �9!!�DI0�������� ���� ������� �������� ������������������������� � ������� �-*�!!!�DI0�

*���;��� ��<��J���� ������ � �5���� ��' �� ������ �� �$�������� ������������������������������������������������������ ����������������'��� ����� ����������� ������ �����������$����� ' �� � � �������� � ������ ������� �� ���������� ������ � �� ���� � �� *+!ED�� ����������� ������ ����������������*!,�

9���;?�������� ����������6��� �� ��� ����������������������������������"������������ ����-������������ ���������������0�������(�������������"������������D�������� �������� �� �� ��������������������� ���������������������������� ����������� ��$ �� ������ �������������������� ����� ��%����������G���� �� ������� ��� ����������� �����-������������������� ����������������:

�0G���������� ��������������������������������"����������������

������������������������� �������� ������� � �������������� ��������� � ������ �������������������'���������������� ������� �������� ������������� ����� ��������������$������� ������� �$���������������������������������������������������������������� ��������� ���������� �� ����������� ������������ ��' �� ����� ��� ���������� �������������������$������� ���������� �������������������������������������������������� �� ��������� �

�� ��������� �������� ����� ������� �������� ����%��������������������"����������������������������������������������������������� ��� ������ ��������������������� �������������������� ������������ �������� � ����������������������������������� �������������������������:

������������������������ ��������� �������� �������������������������

������ �

���/ ��������� ���B����������� ����� ���� ������������������������������������������������)���������� ������������ ���������������� ������ � �

7���������������� �������

��������������������������������������������������� �������� ���������������� ������ ����� ��'������������������ ������ � ������������������� ��� � ������������ ��� ���� ������������� ��� ������������� ���$ � �� ���� � �� ��� � ������� � ������ � �>�� �������� ��F���� ��������� ������������������ ��������� ��� ����� ������������� ����� ������������ ��������� ���������" ��� ��������������������������-����������� ��>���������������0�������������������������� ����� ����� �� ������� ������������� ��������� � �� ��� ������ �� � ��� ��������� ����� � ��� ���� �� ����������� �

Page 202: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�������������������"������ �� �������� ����� ��������������������������� ���������������� ��������������� ���������������������� ����������� �� ��������������������������� �������� �����������������' ���� ������ �����������������������������)�������� �������� �������������D��������-?�����2�*0�'�����������2�/� ����� ������� ���������������������������D������������� � ������ �� ����� ���������������������/22 ��'�����������2�*�� ������������������������������ ������������������ �������������

�� ���,����%�����������������������������*����K�������������#�������,,�

� ���������

�����

� � ���

��������� ��

���� ��

� ������ �

����������

����� ��

� ����

Sector

Económico

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Industrial 22 124.830 27 47.416 7 84.750 10 28.385 66 285.381

Terciario 2 4.360 50 6.080 0 0 1 1.700 53 12.140

TOTAL 24 129.190 77 53.496 7 84.750 11 30.085 119 297.521

�� ���,����%�����������������������������*����K�������������#�������,,�

� ���������

�����

� � ���

��������� ��

���� �

� ������ �

����������

����� ��

� ����

RANGO DE POTENCIAS

(MW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW))

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

<0.5 0 0 10 2.729 0 0 1 400 11 3.129

0.5 – 1 1 560 7 4.907 0 0 3 2.085 11 7.552

1 – 5 12 39.320 6 14.788 2 6.900 3 7.300 23 68.300

5 – 10 5 35.500 4 25.000 2 14.600 3 18.600 14 93.700

>10 4 49.450 0 0 3 63.250 0 0 7 112.70

TOTAL 22 124.830 27 47.416 7 84.750 10 28.385 66 285.38

)�!� ��������� -�� ���"� ������� ����� ������� ������ �������� ��

7������1���������

#������ ������� �������������������-5���2�20���������� �������������������������������

����

�����"��� �������������������������������������������������� ���������"��� ����������� �����

����� ���������������������

Page 203: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����,�,��(���������������/������������ �����������

��������������� ��������� %

/���L��������������������������������������

��

�B�

�-2�/0

*���L�������������������������������������

��

�B�

�-2�*0

9���L�����������������������

ηP�-Z�[Z

.0�>Z

�-2�90

���L���������(����������������������������

φ�P'

�>'

�-2� 0

+���L���������(���������������������������

φ.P+

�>+

�-2�+0

.���L���������(�������������

φP�-+�[+

�0>+

�-2�.0

����(���"��� �����������������������������-+�0� �������������������������������������������

���������������$���������������������� �������������������-����������� ����������������������������������0������(���"��� ���������������������������"���������-+

�0�����������

��������" ��� ������������������-������������� � ��������������������(���"��� ��������� ������������ ��������������������������������������� ����������������������������������$���0�

����(���"��� ����������� ����������� �����-+�0������������ ��� ��� ��� ��� �� ��( ����� ������

������� ������������ -������ �������� �� ������ ���0� �� �� ����� ��� ����� ���� ��� ������������"����� �������������������$����

SISTEMA COGENERATIVO

Qe

Qh

Pérdidas

Qf

Page 204: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

7�������� �����������������������<��� �������� ��������������������

@����������� ��������� �������� ����� �� �������� ����� � ����������� ���( �������� ��������$����� ������������������������������� �� �������� ����������������'�������������� ������������ ������������������������������������������� ��������"��������������������� �������������������������������������������������������������"������������������"���������

@������������ ������������� ����� ����$����� ��$ ������� �

/������� ��������6���'��������5��� �K+���6�����������

����������

��

������������������������������������������������������������������-2�10

�������� ��������������

�����������)������������������ �������������������������

�����������"�

� ������������� ������6���� ���������� ������$���������������������������������������� �����������' ������������������������ ������������ �� ���������������� �������� ���� ��������������������������������� ������ ���� ���� ������ ��������"����������������������$������������� ������������������� ������ �

*������� ��� ��� �������6���'��������5��� �K+����@���������������$���������������� ��

���������������������������� ��������������������������������6���������� ������ ��������������������������)���������� ������������

����

�����

���� �����������������(��� ������������

�������� �

��

�������������

��

����

���������������������������������������������������������-2�;0

9���L�������� ���� � F��%���<��-�F%<���' �������������������������� ���������������� �����������������������"�������������������������������������������������� ���������'������ ��������� ��������������������"������������������ ������������ ������������� �����������"����������������������������������������������������������������������� ������������������D�������$ ������ ���� ���"������$ ��������� ��$��������������������� �����

�� � L���� ��5��� �?������B$�� �� � 4�� � �%���<��-��%<��� ' � ��� �������� ������ ��� �����"������������ ������������� ��?��������� ��������������� �������� ������ ��������"���$ ���������������� ��� ��)���� ������ ����������������"������������������������������2�9���� ���������� ������� ���������� �

+���L������ ����������� ��� � ����:�$��5�<��-��:<���L���� ������������� ������ ���������� ������ ��������� ����������������������������������������������� ���������'������������������������ �$���� ���������� ������������������9��B�����������

�:<P-9&F%<0T�%<

Page 205: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ���,����O������&G4���������������/�����������������

���������� ��� ��

Motor Diésel 1,7-0,85

Turbina de gas 0,43-0,21

Turbina de vapor <0,23

��� ������������������������ ����������������������������� ��������"������� �����������������������)������� ���������$���������� ����� �������������������� ����������������������������������"������������������ ��������� ������

7�������+�������$!���$ �

��������������� ����������������� ��������������������������������������"�� -��� ���������� ����0����� �������������������������"������������

������������

��������������������� �����

������������������ ���������� �� ������"� %

.� �� �P�∆���P�-�

��[��

��0�&��

���%���� ���������������������"������������

���%���� ������������������������������"���

��%���� ����������������������������������������

����

6������ %

/���L�����������������������������

η P�

�>�

��

*���L���������������������������

η�P�

�>�

��

9���L����������������������� ���������������������

η�P�

�>�

���������� ��������(��� �������

��

��

�����

��

����

��

������

��

������

ηηηηηηηη���������������������-2�20

Page 206: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�������������������"��������������������"��-H.+0� ������������������������������������������������ ����������������� ��������������������"��������������� ������ � ������������������������%

���

��������

����

�∆

��������������������������������������������������������������������-2�/!0

)��� � �������� ������ ������� ���������� ���� ����� � ���� ��� ���

7���������������<������� ���� ���$���

D������� �������(������ ��������������������������������� �$��� ������ �������������������� ����� ��������� ����������D���� �������������� ������������������������������� ��� � ��� ��������������������� �-��������������������������0����������������������������������������������������@��� ������������������������������������������������������������������������ ������������������� ������������"�������������������#��� ��������� ���������� �������� ����������������������� �/�!!!E�O��<���� ���� ���������� �������������������$ ����+!,�����������"��������� �����������������������"������������������������������������� ���� �������� �������� ���������������� ����������������

'�� ���� ������������ ������������� ��������� ������������ ��� �������������� ��������� ������ �������� �������������;+,������$(����������������"��������������� ����������������� �� ��������� �� �$����� ��������������������������� ������������������ ���������������������������-�����"����������>�����"�����������������0����� �� ��������� ������������;!���* !�78��>�/!/

7�����'���� ����������������������������"����������������������������������"�������������������������� ����������������������������� ���������������������������������D���� �����������"�� ����������������������� �������;!!���/�;!!�78��>�/!/�7����

D��������������������������������������������� �����������1 ���1;,��� ��������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� ������� ������������������(�� ������������������������� �������������������� ����$��� ��@�� ����������������������������� ������������ ��������������������������� � �������������������������������"�������������������� ����������������������� �����

:����������������������������������������� ����� ����� �������� � ������������������������������"������������D������������� ����������� �� ������ �������� ����� ������� ��������������������� .!���.!!�=8������ �� ���������������������� � ������� ���������� ��� � �-*�!!!�=80�

B������������ ������������������������������������������ ������������������������������"����������� ������ ���������� � ���������� ����� �.!�=8�-������+&+!�80��=��� ���+�=8���� ������ ���������� �

'( ����������� ���� ���������������������������������'�����������2�/!� ����� ������������ ����� �

Page 207: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����,��-������������������������������� ����

'�����������2�//�� ��������������� ���������������������� ����������������������������� � � ����� ��?�� � � ����������� �������������� � �������� ��������� ��� ���� �

6��)��� ���)������������ ������������������������������������� �����������(�������� ����������������� ���������� �������� �����"������ ��������������"�� ������������������ ������������� ����������������������������������������������������������������������������B���� �������������������������� � ����������� ��(�������� ��� ������������������������������� ������������������������������������������������ �� �� �������� ������� ��(�������� �

F���� ����������������������������������������������� ��� � ������� ������������������������� ���������������� �������� ���� ��� ����������������������������������D���� �����������"�������������� ��"��� ����� ���������������� ����� ��������$(������������������ ��� � ���������������������������

CICLO COMBINADO CON TURBINA DE GAS Y DE VAPOR

COMBUSTIÓN ADICIONAL A LA CALDERA DE RECUPERACIÓN

LA

COMBUSTIÓN ADICIONAL PARA LA CARGA DE PUNTA

COMBUSTIÓN ADICIONALPARA LA CARGA DE BASE

CALDERA DE RECUPERACIÓNSIN COMBUSTIÓN

COMBUSTIBLE

IGUAL A LA TURBINA DE GAS Y A LA CALDERA

DIFERENTE A LA TURBINA DEGAS Y A LA CALDERA

CIRCUITO DE VAPOR

CALDERA DE UNA PRESIÓN CALDERA DE DOS PRESIONES CALDERA DE TRES PRESIONES

CALEFACCIÓN DEL PRECALENTADOR PARA MEZCLA

PARA EXTRACCIÓN DE LA TURBINA DE VAPOR

PARA VAPOR PROVINENTE DE LA CALDERA

Page 208: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����,�����*�������������������� ���������� �����������������

7��������� ���������������

'�������������������������������������������������������� ��� ��������������������� ������������������������������� ������������������������������������������������������������� �����'����$� �������$������� �����������"�� ������������� ���������� �������� ��������� � �� ��� ������������� ��������� �-���������������������������� 0���K�� ������(�����������$� ������$������� �� ����������� ��#�� ������� �� ������������� ��� ������� � �� �� ����� �� ����4�������������������������� ��������L��7��������������������6����� �������������������������2�/*�������� ������� ��$���� ������� �������� ������� "��'���������� ������-�

�0�������$����� ������

��������������#�� ��������������������������$�����������������������������

��

ηI

ηS

Q

QS

QS

QI

WI

WS

TS

TSI

TI

�����,������72������?� ����������������� ����

Alternador

Vapor a alta pres ión

Humos

Vaporizador

Economizador

Economizador

G as natural (apresión)Q uemador de postc ombustión

G ases de escape

G as natural (apresión)

C ámara dec ombustión

Aire Compresor T urbina gasA lternador

Agua de alimentación

C aldera de óD e alta presión

Turbina decontrapresión

Vapor a proceso

Page 209: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'���������������������������� �������� �7������������������ �7

����� � ��(��� ��� � ��%

7��P�η

#T������������������������������������������������������������������������������-2�//0

7��P�η

�T������������������������������������������������������������������������������-2�/*0

K������ �����������������������������%

��P�9-/�η

�0��������������������������������������������������������������������������-2�/90

������������������������������ ���������� ��$���� �������� �� %

7P7�[�7

�P�T-η

#[η

�&η

#Tη

�0�������������������������������������������������������������-2�/ 0

@ "������������������������������������������������� ��������(��� �������� �������������%

η'P7>�P�T-η

#[η

�&η

#Tη

�0�>���P�η

#[η

�&η

#Tη

��������������������������������������������������������������������������-2�/+0

D���� ������������ ������������� ������������������� ���������'������������������������� �������������������

�T-/&�

#0��������������������� ����������������������������������������

�������������������������

' �� �� ����� � ������������� �������������������?&6��D���� ������������������4������������������������� ��������L��7������������������������������?&6��� ��������� ���������������2�/9�

3

2

1

5

6

78

S

9

T

1011

4

�����,�����#����� ���$%������������� ����

Page 210: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

#���� �������������������� ���������(����������� ����$����� ��'����� ������������������� � ����������������������� ����������������������� ������� ���-����������������� ����0��%

��P�T-/[�0�������������������������������������������������������������������������-2�/.0

'����� �������������������������������������������� ��������(��� �������%

��Pa�T-/[�0�

�T-#

��0[�T�

�T�;HbTη

���>-�

0&�

/0��������������������������������������������-2�/10

���%

��%�D�� ��������������������������������������

�%�D�� ���������������������������� ��%�'�����"������ ��� � ���� ���������������������

�/%�'�����"����������������������������������

�0%�'�����"������������������

#��%�?��������������� ��� � ���� ����

��%�#� ������� ������ ����-���� ����������� ����>�������� ��������������� ���

������ ������������������� 0�;H%�B���������"������������������� �������%�L���������������������������

?������ ������������������������������������������������������������������������������������� %

F��

�P��T-�0&�

�10Tη

�Tη

��������������������������������������������������������������������������������������������-2�/;0

���%

η %�L������������$������������������������

η�%�L��������������������������������������

F��P�Ta-/[�0T�

�T-#

��0&�

�bT-η

�Tη

�>-/&η

�Tη

�00��������������������������������������������-2�/20

F�������$���������� �������� ������ ����������)����������������� �������������������������������������

� �P��

�T-�

�1&�

��0���������������������������������������������������������������-2�*!0

D���� ������ ��������������� ����$����� ��������������������������������� ������#� ��� ��� �������� ������ � ���� ���������������������������������� ������������ ������������� ��� ������������+������/ ,�������� ��������������������� ����� ����������� ����������/2������9 ,��' ���������������������������������� ����� �������� ��������������������� �����������������������������

Page 211: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

)��� �%������� ����� ��� �� ��� �������� ��

7�#����������������������

����������$ �������������������� ��� �� �����������"���������������������������� ������������������ ������������� �� �������� ��(������� ��� �� ������ ������� ����������������������������������������#��� �����������/�78��������"������������� ������$ ����� ������/�78�����������/+�������� ����$ ����� ������/�78�����������*������'��� ������������ ���� ���������"������� ����(��������-#;+0�' �������"�������������������������������� ����������� �� �������� ������� ���������� �������������� ���������������

D������ ���������������������������#;+������������������������������� ��"��� ���� ���������������� ����������� ������ ����� ������ � �������������� ������ ���������� �-����������������������0�������� ��� ������������� ��?�� ��� ������ �- �� ���� 0������������������� ������������������� ���������B������������ ����� ������ ���������������������������� ���������������������� ��� ����

���#;+�� ��������������������� ����(�������������������� �������������(���"��������� � ������ ������� %

/���'���� ����(�������������������� ��������������� ���������������������� ��������������������� ��������� ��������������� ����(������������� �� ���� ������������������

*���'���� ������� ������ ����������������������� �������� ���(���"��

9�� � 6� ��� ������ �� ���� �� ��� ������ � � ����� ��� �� �������� �� ��� ����� ����� � � � �� �� �(������� ������� �

���D��������������������$ ������������������ ����� ��� ������������������� ����(�������������������������(���"��������������������� ����������������� �������� ��� ������ �������� ����� ����������

+����� ����� ������� ������������������� ����(�������������

?�� �� �� ������ �������������������� ��������� ������ ������������������������������� ��������� ���������������������� ��� �� ��(������� ����� ������ ��� � ��� �� ��(������� ������� ��'��� �������� ������ � ������� � ����������������� ��������� �� �������������������������� ��� �� �������� ������� ��������

B�������� ��������������������� ��� �� ��������� ����������������������������������� ��������� -�� ����������������������>���������������"������������ �������������� ������ ��������������0����� �� ����$������� ����(��������

6� ������������� ��� ����� ������#;+������� ������� � �����������������������������������-���������������� �� ������������������������"������ �������� 0�� ���� �����������������������������#;+������ ������78������������ �������������� ��������������������������6� ��������������� ��

Page 212: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������� ������ �� ������������������� ���������������������(������������ ����� ��$ ���������� ������������������������������������������������������������� �������� ������ ��������"��

7�#�����+����������

������������������������������������� �������������� ��������������� ������ �����������������"����������'������ �������� ��� ������������ �����������������$���������������� ��������J���� ������� ��� ���� ��� ���� �������� ���� � �������� �� ������������ ����� ����� ��� ������� �� ������������������������ ������������������������������������ ����������������������

'����������� ����������������������������������������� ���������������� �� ��������"����������������������������������������������������"��������������� ������ ���� �-�����"��������0�� ����������� ��� �� ����� ��� ����� ������ � �������� ��@������������ ��� ������ ���� ��� ������ ��� 78�������������������������� ������������������������� ������� ���������� � �������������������������� ������������������"��������������������� ��������������������������>78�

�����������

���������������������������� ���������� ������������������������������ �������� ����������������

����� ���������� ��� �������������������� �������������(���������������������������������

:�������� ������� ��������������� ���)������������������ �$������������������ ���������������������" ��'�����������������' ������ �$�����������L����#�������*9..>/22 �������������� �������"� �������� ���������������(��������������"��������������� ������������ �

7�#����%��!��������$� ��

D���� ������ ������������������������������ ���������������� ��� ���������������������������������� ���������� � �����������������������B��� ��� �������� ����� �������������������� ���������������������������"������ ��� � � ��$������������������ ������������( ������������ ���������������� �����������������������'��� ��������������� ������� � ������ ������ %

/���@�$� ������ ��� ������� �����������

*���'�������������������������������������� �������������

9���'������������������ ����������� ������� ����� ��� ����� ���

���6������������ �������� �����������

+���@�$� ���������������������������������������� �������

'����$� ������ ��� ���� ����������������� ������ ����������������������������:������������ �������� �������� ������ ���������������������������� ������ ����� ��� ���������� ��� ������ ��� ����� �� ������ ������$ ������������������������� �� ������ �� ������������������������ �����������������������$�������� ���� �

Page 213: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'��������������������������� � ������$���������������������������������� �������� ������������� ��������"� �� ��)���� ��� � ���������������������������&����������?������ ��$����������������������������������� �����������������������2�+�*���� �� ����� ������� ���������� ����������� ��"��� ������������������������������������

B���������� ������� ������� ����� ��������������������� ������������������������� ���������������������������� �� ������ ������ �����'��� ��� �� ��� ������������� ��� �����$�����'( �������������������� ��4��������$�������� ��������������������������� ���������<�������������� �� �������� �������������������� � ������� ������������������$� �������������������"����� �� �������� ����������� ����������������������� ��� ������� �� ����$��� ������ ��� ��������� �������� �������������������� ��������� ���������" ��� ����� ������ ���������������� ���������#�� ���������� �� ������������������������������������ ����������� ������������������������ ���������������������( �������@����� ���� �� �� ��4���� ��%�DF<'J'�����������������������"�� �������<L'5'JG�D'�D@B��� ����������������J�����D���'��������������������-D�������0G'JDF?'D:����'JDF?'D:�H����-J����K��70G�#'�6���DFB'������ ����������� � ���������� �������'BLH�-'�������B�A���L� ������H� �����0�

)��� �'������ ����� ���� �� ������� � � ������ �������� ��� ������ ���� ����

7������������������������ ������� ���������������������

�� ���������" ��� ������� �������� ����� ����� ����������������� � ������ ������ %

�� ���,���*������/�����������������

���������������������

����

����������������������������� !"!���#$���%&

���'�()������*��+�,-�#$��.%/������(0������

���%*%�%����%/���������*������'+

%�1��2

�����*������'3

����4�5������'�(��������)�����'��(����*�"6*�

%�7�������'(������8

Page 214: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������������� �������� ������������ � ����� �

1��29�����1�:�2����������������

��;�.������5*���'�����*����;�.�</=)>�!1��?(���'����������������0������*�����5�����������������+�������'(��������������'�����*��

@��*�����A������5����'�����*��/B��������A����������*'8��C�)

#$�.!%/

������5*���'�����*����;�!<�������+������������������'�����������������������������+�������'(��������������'�����*����;�>

��5����'�����*��.B��������A����������*'8��C�&��0������*�����5��@��*�����A����

#$ �!%/

����������A�����������8��'�����'���5���*���(�����5��C�/

���(�����������%*%�%����/

��������������*?�D�D��./

������������������*6��**�&/

�0�������������**�E/

����������//%!�

�A����+�����*�0�������5E%E/

���5*��������*���������%(��=*�&%E

�������*���>

�0�����(��+���'(����

�0���*�����*�����������*�����5��

�0���'5*�����*�������������0����B�

���������%�>.����������%�%�

Page 215: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��C�����(���/=/���5���'5*�����*'����'F����*����'�������(����,����'�����������

%��5*�5���1���������������($=4$��&%.>

8%#$=�(& /

��C�����(���/=/���5���'5*�����*'����'F����*����'�������(����,����'�����������;�>������5*���'�����*����;�!��($=4$��&%.>��������+�������'(��������������'�����*��������5����'�����*��.��0������*�����5�������������*�����'(�<��5*�5�������B��*�����A��

%@������B�0������*�����5���������'�����'(�

8%#$=�(!E/

%������������C�.����������5'����������*'���8#$=�(&%�

���'(�����-���'����������������������%����*����0�����(��+��

#$ �!

��������*��������������'(������'�����*��%�-���'����

;.

��������*���������������'(������'�����*��%�-���'����

;&%�&

%�-���'��������'(������'�8=!*E>

���'(���������'�����������������������0������*�����5������������0�����(��+��

#$��.

����������0�����(��+�����'(������'�����*��%�����'�������������������0������*�����5��

;�%�>

����������0�����(��+�����'(������'�����*��%�����'��������������������0������*�����5��

;�>

%�����'��������'(�������'�8=!*E!

%������������(�������������������#$���%/

�����6����������������(�������'�����*��%������������;�.�G�������5�'�

;�.>

%������������(���������8=($�/.%

%�0�����������������������#$�

;�.��0���'5*�����������������8=!*�.E%)

Page 216: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

7�������������������������������

'��� �������$ ��������������������� ����������������� �������� ��������������� ����� ��� �������������������� ������� ���������� ���������� ���������������������������������'��� ���� ������ �������$ ���� �������� ���� ����'�����5����?������G��������������� ��� �� �������� ���� ��� �������� �$��� ���� ������������� ������������

'������������� ����������� ������������������"������� ������������������� ����������� ������������������������������������������� ��� ��� �������� ������������ ��������� � ������ � ��' ���� ��������"������� ���� ���������������������������������������� �� ��������������������� �������� �� ������ �� ��������� ��� ��������� �� �����"�� ���������� B���� ������ � ��� � ���� �� ���������� ����� ���)������� ����

F����� ����������������������������������������� ���� ���������� ����G����� ����� ��� ������� ��������)������������ ��)�� �����������������������2�/ �

�����,�����5�2�� �������������������

����������� �$������������� ����� ��'����������/�� ������ �$���� ������ ������&�������������������������������� �������������������������������������������*� �����������������������' �� ������ ���� ���������������������������� ��������������*� ����� �����������$������ ������������������������������������������������

F����� ��������������������� ������ ��������� ������������������ ��������������������������������������������X ���� ����� �������$ ������������������� �������������� �������������� ���� ���������������������� �������������������������������������������

�������������� ��� �� ����� ������ ��$ ���������� � �������������������� ����������� �������� ���������� �

3 4 5 6 2 1 Grupos Motor-Generador

�������

�������

Page 217: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

7������� �����������=���� ���$��������!�$����������

#����������( ������������)�����������������������&���������� �������������� �������������������>���������������������� ��"��� ���������� ����������� ����������������������������������� �������������������$������������

B����� ��������������������������������������������$�� ��������� ����������������������������� ������������������������������������������D������������ � ������� ���� ��������� ��(����� ������ ������������������ %

/���D������������������������������������������ ��

*���D�������������������������������������� ����

L�������������������������� �� �� ���� ������������� ������� ������������ ��� ���������� ����� �������������������� ���� ��������������������� ��� ���������������� �������'���� ������� ������� ������������ ��������� ����� ������������ ���������������� ������������������������������������������ �������� ����

D���� ��� �� ��� ����� �� � ������ ��$ � �������� � ��� � �������� � �� ������������ ��� �� � ���������� ����' ������� �������������������� ������ ������ ���������������������������������� ��������� ����������������$ ������"��������������������������������������� ��������������������� ������ � ��?������� ��������������� ����������������������������������� ������ ����� ��������������� ��� ��������� ������� ������(������������ ������� ������������������

'�������������������� ��������������������������������� ���������" ��� ����� ���� � �����"���� �������������������������������� ������ ��������������������������� ��������������������� ��� ��� ������ ���� �����������������������$ ��������� ��"�������������������������������� ���

' �����������"����������������������������������������������������������#� ���������������������� ������ ������� �#� ���#'�?c�=8=�����?4#�.*!I/*���������������������������������(������������ !,�-��������������������� �������������0��6� �������������������������������������������������������������������������������������������������� +,�

:������������������������������������� ��������� ��������������������������������� ������������������@� ����� ��� ��� ��� �������� ���� �� ������� � �������� ����� ����������$ � �� ������ �� ������ �� ���� ����������� ����'���������������������������������������� ������������ ��� �� ���� �������� ����� ������� ��� � �������������������� ���

B���������������������������������������������� ������������������������������������������ ������������� ��$����� ������� �����(��� ���������������������������������( ���������� ��� �� ���������" ��� ��' �� ��$����� � ���������� ����������������������������� ���

'���������������� ����������� ����$����� ������������� ����������������������������������������������� ������ ��� ������ �� ���� ������������� �� � ��� �������� ��� �� � ������ ����� ������������( �����������������

Page 218: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/�D$������������

6������������� �������������� �������������2�/+

W

Agua de alimentación provinente de condensador

Turbina

Vapor

4

3

2

5

1 Gases de escape de los 6 motores

Caldera

����,����*7�������������������������� ���

�� � ��� ���� ����� �����$��������� ��$����� � ����� � ������ %

�0��D���������������������� �������$���������������������������������������

�0���� ����)���� ������������ �$��� ���� ����������� � ������������ ����� ���������

�0��J�� �������������� ��������� ��� ��� ����� ������� ��������������������������������������

0��?���������$����

0���� ��� � ������������������� ����-�� &���BDH%� *�1!!�73>7�0� ���������������������������

P�/�/ �7�>7�TO

�0���� �������� �������������������������������������������� ���������������� � ������ ��������� �������$��� �

'��������������������� ��� �������� ������������������ ������ ���$��������������������������� ��$����� �

���� ��%�<� � ���� ��������� ������� %�#��� � ��)���������������

��P�;�*/!�7�>���(�.������� �P� 2�*.!�7�>� -2�*/0#

��P� *!�ED

Page 219: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���� ��%�<� � ���� ������ ��� ������������%

:���������� �����/.!ED�����������"���������#����������� ���� ������������������������������ �

���6F�

?������������������������������������������ ����������� ��$����������������������(���"������������ %

#��P�/;!ED

���� �>%�'������������������������%

6����� �������P��

������������� ������������������������������������� ������� ������ �����

������������� �������� ������� ���������� ��������� %���P��

��P� !�������#

�P�;!ED����������

�������� ������������������������������ ������� ����$� ���������������������������� ��������������

6�����������"������������������P�99+�;*�73>7�

���� �@%�'�������������������������%

D���� ������������������������������ ������� ���������� ���������������� ��( ����� �����P

!�������#��P� !!ED��' ������������������������ �������������������� ��� � ���� �������������

�������������������������� �����������������������

6����������������������������������P�9�*/+�73>7�

���� �M%�I������� ���������������%

D������ ��$����� � ���������� �������������������������� ����������������� ������������� ���������� ���������$ ����������� ��������������������� ������������������� ������ ������ ��������� ��������� ������������!�2+�����

'��� ����� �������� %��2�P�/������������� ���������������"�������!�2+�

6���������������� ������������2�P�*+.9�/.�73>7�

6����� ������������������������������� �������������������������"��������������� ������������ ����� ��������%

∆%�P�!��dddddW��%�!����

���%��� ������������������������������������������������������������������������������

-2�**0

��T�

��[��

T�

�P��

�T�

��[��

�T�

�����������������������������������������������������������-2�*90

Page 220: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

?������������������������������� �%

���P��

��P��

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������-2�* 0

�����

�����

�� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������-2�*+0

������

T-��&�

�0�P��

�� �T-�

�&�

0���������������������������������������������������������-2�*.0

'������������������ ��� � ����������� ����� �����������������������������������������������������������D���� �������� ������� �������������������������"�� ����������� ��� � � �������(��� ��%

∆%�����

�P�������

T-��&�

�0�P��

�����T��

�T-#

�&#

�0�����������������������������������������-2�*10

∆%�����

�P� 2�*.!�7�>��T�-/���>9�.!!� 0�T/�/ �73>7�TO�T�-.29EO�&�#�0�������������������-2�*;0

#������(��� ���2�*.� �������������������$ ����������������������#�%

��� �

�P�- 2�*.!�7�>��T�-/���>9�.!!� 0�T*�!+�73>7�TO�T�-.29EO�&�#�00�>�-�

��&��

0������������-2�*20

��� �

�P�-/+�.0�T�-.29�&�#�0�>�-9�*/+�73>7��&�99+�;*�73>7�0��������������������������-2�9!0

B��������������������������������������������� �����������������������������������������'����������������"��������������� ������������� ����� ������������$����� %

7�P�∆%�P�%��� ��

�&�%��!����

��������������������������������������������������������-2�9/0

7� ��!�

��P�&���� �

�T-�2&�

�0����������������������������������������������������������������-2�9*0

6� ���������� ������� ��������"��� ��� ����������� ��������������������������������������������#

�%

7�P�&���� �

T-�2&�

�0�P�&�--/+�.0T-.29&#

�0>-*�;12�/;00T-*�+.9�/.�73>7��&�9*/+�73>7�0��������������-2�990

�����%#

��P�/;!ED�dddW�7

� ��!����"���#�P�; 1�78

6��)����������� ��������� ����������������/;!ED�� �������������������������������������������������� �����:��������������������������������������������������������� ���� ���������������������������������������������������� ��$����� � ������"���������������������� �

' ����������������������������������������������� ����������������������-η#0���������������������$�������������������-η � 0����������������������������-η�0�

7� ��!����� �P�7� ��!��T�η#�T�η � T�η�����������������������������������������������������-2�9 0

Page 221: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����������������� ���������� ��������� �� ����������� �� ������� ���������������� ������������� ���� �� � ������ � ������ � ��� ����������� 6� �� ������ �� �� �� � �$����� � ���� ���� ������� ���������� ��� �������������� ��������� ���

���������2�.���� ������ ������� ������������������������������������������������������������OOO-O^�����O����e�O�� ��0��B���� ����� � ���������������������������� ������������������ �������������������������������� ������������������� ����%

�� ���,��

������� ���� ���� �������� ���� ����� ����� ����� ����

Accionamiento directo

si si no si si si si

Reductor integrado

no no si si si si si

Salida horizontal si si si si si si si Salda vertical no no no no si no no VALORES MÁXIMOS

BF3,5 BF4 AF3,5 AF4 AFA4-CFA4 AFA6 CFR3 CFR5

Potencia (kW) 45 270 850 2200/1600 5000 2200 5000Revoluciones

(r.p.m) 4500 4500 10500 16000/10500 10600 22000 14000

Presión vapor entrada (bar)

100 46 100 40/125 41 65 65

Temperatura vapor entrada

(ºC)

500 500 500 450/530 450 480 460

Presión vapor salida (bar)

8 11 17 0.1-17/26 0.1-11 1-17 1-11

D���� ���������������� ���� �� ������� � ���������������������������������� �������� ����������������� ������������ ����B�������������������� ��� �$�� ������������������������ ���������� ��"�����@5@ ��'������������������������������� ����������� ���**!!�78���������������������� !������� +!ED��' �� ������� � ������ ��� ������������������� ��������� ��������������� ��� � ��� ����� ������� *!ED��' ������������������������� ��������������������� �������������������� ��������� � ����������� ������ ����� �������������������� ����������������������������������� �������� ������������������

D������������������������� �����������������������������������9+,����������������������������������������������� ���"������������/�!!!78��������������� ��������������������� �������������������� �������������������1�+!!�78�

�������� ������ ��$ �� ������������������������ ���� �������� ��"�������� ����������������������������������� ��������������$������������ ������� ����������������� �������������������������� �� � ���� ��������� � � ������� �

Page 222: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�������� ��� ���� ����� ������"������� ������ ������ ������ �������� ��� � ���� ��������� ������ ��' �� ��� � �����������(�� ������������������"���������������� ������ ���� ������ ���������������� ������(�����' ����� ������ ���� �����"��������������������������������������������������� �� ��� ���� ���� ���������� ��������� ��� �� ������ ���� ������"�� ��������� ������������������ ��� � ������������������ �����"��������������������������������������������������������������������������� �������������������

@������������������ ������� �������� ���������� ������ ����� ������ ���"���������� �������� �� � ���� ��������������������������������("�����

���� ��������$���������������������������������������������������� ����������� �������� �������������������������������� ��� � ���� ������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������� �������������������������@����������� ��������������������������(�� �������������������������������� ������� �-��������������������� ����������� �� ������ 0G� ������������������������������� �������������������������������������������������� ������� �

����� ����� ������������ ���� �����������"�� �����������������2�/.�

Condensador

Gases de escape

Turbina

Generadorde electricidad

Gasesde escape

de los seis motores

Agua de alimentación

Vapor apresión

Generadorde electricidad

Combustible

Caldera derecuperación

MotorAlternativo

Refrigeraciónde los

motores

�����,����*�������������������� ����� ����������$�� ��������������������������

'������������� ������� ������������������������������������������� ��� ����������������������� ������78������������������� ���������������������� ��������������@ "���� �������������

Page 223: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������ ���������� ��������������� �������������������� ���������������� ����������� ��������� ����� ��#��� ������� ����� �������������������������������������������������������� �������78���������������������������� �������������������������������������������������������������� ����������J���� ������� �����������������"����������� � ���������� ���������� �����������"������������������� ������� ������� ����������� ����� ��������������������������������

��������������������� ���������������� ����������� ��������� ����� � �����$��������������������� ����������������� ��� � ���������� ��� ����� ���@ "�� ������ �� ������� ���� �� ������� ��"���$ ����������� ���������� ���������������� �#� ���

7������ �����������=���� ���$��������!�$��������������!�$���������

D������� �������������������������������������� ���� ��������������������������������������������������� �������������������������������������������

��������� ���� ��������� ������������������������������������������������� �������� ��������#�� ������������������� ������� �� ��������� ���������������� ���������$����������������������������������������� �� ������� � ����������������$�� ����������������������������������������������������� ���$�� ��������������������������������'��� ����� ��������������������� ��������������"�� ������������������������� ������������ "������������� �� �������"�� ���������������������� ������ � ������������������������ ������������������$������������ ������������������� �

F������ ������������������������ ��� � ���� ��������������������� �� ��"���������� �����������������������������������������������������#��� ������������ �� ������� � ������� ���"�������������D������� ������� �������� ��� ���������"���$ �����������������������������������"��������������������"�����������

������������������ ��"����� ������������������������������������������������������������������ �������������������������������� ��"������������������������������������2�.�9�������� ����������������������� �������"������ ����$����� ��(����� ��� �����������

'��������������������� ������ ���� ��������� �������������� ����������������� ������������������ ����������������� ������������������� ��������������������������������������������������� ��"����)��������� �� ������� ��F������ ���� ��"������ ������ ������������ ���� ������� ����������� ������� G����������� ���������� ���������������� ��� �$��������������"�������������� ����� ���������� ��"����������

:������� �������������������� ������ �� � ������ �������� ����������� � ������ ���������������������� ��������� ��� � � ������� � �� ���G� ��� ����� � �� �� ������� ������������ �����������' ������������������������� ��� �� �������� ��������������������� ��������������������������������� ����������������������� ����������������������������$����������� ����������� ����� ������F����������������������� �������������� ��������������������������#������$�������� � ������������������������ ��������������� ��'�����������2�/1� ��������������� ����������� ���������'��� ����� �� ������������������������������ �����������������������������������

Page 224: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������6� ���������������������������������������� ��������������������������������������������� ��"�������������������

�����,��"��*�������������������� ����� ����������$�� ����������$�� �����������

'����������� �������-?�����2�10� ������������������ ��������������� �������������� �������� ������������������������� ����� ��������� ����������

Gasesde escapede la turbina

Entrada aire

Combustible

Turbina vapor

Condensador

Gases esc.

Generadorde electricidad

Gasesde escape

de los seis motores

Aguade alimentación

Generadorde electricidad

Combustible

MotorAlternativo

Refrigeraciónde los

Motores

Turbina gas

Vapor apresión.

Compresor

CámaraCombustión

Page 225: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ���,�"

���������� ��� ��� ������ ������ �� �������� ����� ��� ������ ���

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 969000 6815 50,3 4 x 13E2 634000 335000

Ansaldo Energia 770000 6261 57,6 2 x V94.3A 510000 270000

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

730000 6204 57,9 2x W501G 500000 245000

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 656800 6935 54 3 x 13E 426600 230200

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

584500 6545 52,3 2x V94.2A 367000 230000

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

550000 6457 57,5 2x W501F 365000 196000

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 482700 6840 48,7 2 x 13E2 317000 165700

Ansaldo Energia 475000 6844 50,2 2 x V94.2 304000 177000

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

467500 6963 56 2x V94.2 304000 173000

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 437800 6935 60 2 x 13E 284400 153400

Nuovo Pignone 390800 6350 49,31 x

MS9001FA254100 141800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 376500 7230 56,5 3 x 11N 240600 135900

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

329000 6940 57,1 2 x V84.2 210000 124000

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

323500 7031 49,7 2x V84.2 208000 122200

GE Power Systems 263600 7070 51,92 x

MS7001EA167000 100700

GE Power Systems 262600 6425 521 x

MS7001FA170850 95600

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 238400 6925 41,9 1 x 13E2 158500 79900

GE Power Systems 217000 6705 38,12 x

MS6001FA137800 83700

Ansaldo Energia 206000 6618 48,7 2 x V64.3A 133000 76000

Nuovo Pignone 189200 6935 54 1 x MS9001E 121600 70400

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

183000 6900 60 2 x V64.3 122000 65000

ABB Alstom Power 166000 7123 44,2 1 x GT11N2 112000 55000

GE Power Systems 107400 6775 51,51 x

MS6001FA69100 40100

MAN Turbomaschinen AG GHH Borsig

69840 6920 48 2xFT8 51380 18460

Rolls-Royce 66000 6630 50,4 1 x TRENT 50170 15830

GE Power Systems 59800 7390 58 1 x MS6001B 38300 22500

Solar Turbines Incorporated 28700 8175 44 2 x Mars 100 21390 7310

Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd.

17650 8681 44,1 1 x SB60 12270 5380

Solar Turbines Incorporated 9000 8771 41,4 1 x Taurus 70 6890 1970

Solar Turbines Incorporated 6600 9288 41 1 x Taurus 60 5200 1850

Page 226: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

7���#�� �����������=���� ���$��������!�$���������

��������������������������������������� �������� �������������������������������� ��� � ��� �������������� ���������� "� ��� ���� �������������������������������������������������������� �������������� ���������������� ����������� �� ������� � ����� ������� �������� ������ �������������������� ��������� ������D������������������������� ��������������������"���������������������������������������� ������� �� ������"���������������������������� ������� ��� �$ ��� �����������

#����������� �������������� ��� �����$�� ��������������������� ���������'���� ������������������������������������������������������������� �����$�� ��������� ���������������� ����� ������ �����$ ����� ����$ �����������������

'��� ����� ���������� ��� ��� ����������� � ��"����������� ��� � ���� ��������� � � ������� �������������������������������������$������������ �������������������� ��' ���� ������������� �����"����D������4������������������������������������������������������� ��� � ���� ��������� ������ �������������������� ��������������� �����"���������������� ��� � ���� �������������������� ����������������� ���� �������� ��"������������� �������������������������������� ����������������� ������� ���������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������$������������ ����

' ��� ���������� ����� ��������$ ����������������� ����������������������������������������� ������ ������� ����������� ������������� �������������������������� ���������'������� �����������������������"������������� ������� � ����������������������������������������������������� �� ������� ���������������������������������������������������@��$ ��� ��� ���������������� ��� � � ������ ��������������������������������������� �������������������� ������"������������������������ ���������� �����

F������ ���� ������������������������� ����������� ��������������������� ��������������������������������������$������������ �����D������� ����������� ��������������� ����������������������������D������'��������� �������������������� ����������$������������ �����@ "� ���� ��������������������������������"������������������� �� ������������������������������������������������������������ �������� ������������������������������ �������������� ��� ������������������ ��������������������������������������� ������������/+,����������������D������ ������� ��������������� ������������������������������� ������+!,�������������������������������������������������������� ����������9+,�

:�������� �������������� ����� �������������������������� ��"���������$ ����������������� ��������$ ���������������� ��������������������������������� ������������������ ���������������� ���������������������������������������$ �������������������������� �������������' �������������������� ����������������������������������������� ���������$������������ �����' ��������� ������� ������������������ ���������������������������� �������� ��� � �� ��� ���� ������ ���������%

/���@����������������������������������������%� +�+�ED*���@��������������������������%�;*�ED9���<� � ���� ����%� *!�ED

Page 227: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@������������������� ��� � ���� ������������������ �������� ���������� �������������������������������� ����$������������ �����D���� ��������������� ����� ���������������� �������������������������������������� ��������������������������"�����������

'��� ������������ �������� ��"����������������2�/;%

Refrigeración del Motor

De (#)

Vapor a media presión

A atmosfera

Generadorde electricidad

Gasesde escape

MotorAlternativo

Alimentación de agua Combustible

Entrada aire

Combustible

A atmosfera

A (#)

CompresorTurbina gas

CámaraCombustión

Regen.

����,��)��*�������������������� ����� ����������$�� �������������������������������������*3�������������������!

F�������$������������������������� ������ ����������������������������������������������������� ����������������������������������=����� �������������������������������� ������� ������������������������������-� ����� �������$��� 0�������� ������� ����� ������ ��� ����@��������������������������������� ����������� ���������������$��� �������� ������� ��������������������������$ ����� ���� �����$�� �����������������������

:�������������������� ������� �������������D������@������������������������� � �� �������� ��� �������������������6���� �������� ��������������$ ����������� ����������������������������������������������� ��������������� ������(����������������� ��(����� ���������� �� ������ ����������"��������������������������������� ������� ������� ����������������������������������������� ������ ������������������� ������ ���� ���������������F���� ������������� � ���������������������������������������������������������������� ������������������������ ������������������

F������������������������ ������������������������������ ��� � ���� ����������������������������� ����������������������� ��� ����������������� ��� � �����������������������������"��������������� ������������

Page 228: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�����?�����2�2� �������������� ������ ������ ����� ������ ��$ ���������� ���� ������-@44�@� ���B�A����O�A� �7�:�����H�� ��� ��������L��� &L����0������ �������� � ����� �����$ ������� �������-������/���/!=80�������� �����������������2�;� ����� �������� ��� ������ ��������� ����� �����������L��� &L�����

�� ���,�)

���������� ��� �� �� �� ��������� �������� ���� ���������� ��������

Rolls-Royce 3949 12411 29 10.2 15.7 555 14589

Rolls-Royce 5130 11476 31,4 7.6 34.6 7556/7541

Rolls-Royce 5273 11819 30,5 13.5 20.8 528 14589

Rolls-Royce 5320 15538 23,2 7.6 34.6 500 7556/7541

Rolls-Royce 6420 8481 42,4 10.2 18.4 530 14600

Rolls-Royce 6449 11201 32,1 14.6 23.5 530 11571

Rolls-Royce 7918 10921 33 19.4 30.4 488 11571

Rolls-Royce 8540 10820 33,3 10 45.3 7556/7541

Rolls-Royce 8790 13525 26,6 10 45.3 508 7556/7541

Rolls-Royce 8970 13260 27,1 10 45.3 508 7556/7541

Rolls-Royce 9510 12624 28,5 10.5 45.3 506 7556/7541

Rolls-Royce 14580 12762 28,2 8.8 78.5 442 5500

Rolls-Royce 25690 9390 38,3 20 85.3 455 3000/3600

Rolls-Royce 27516 9934 36,2 20.8 91.6 500 4800

Rolls-Royce 28775 9737 37 20.8 94.4 491 4800

Rolls-Royce 29430 9534 37,8 21 94.8 500 4850

Rolls-Royce 30949 9215 39,1 21 92.1 508 4850

Rolls-Royce 51190 8661 41,6 35 159.2 427 3600

Rolls-Royce 51380 9390 38,3 20 170.6 455 3000/3600

7������ �����������=���� ���$��������!�$�������������!�$�������������������������� ������$�������>�������������?

�� � ���� �������������������� ������ ������������$ ������� ����� �������� ���������������@�� �������� ��� �������������������������������������� �����"������������ ������������2�.������������������ ��������@������������ ���(�������� ����$����� ��$ �� ���������� �� � ���� �

�� � ���� �������������������� ���������������������������� ������������ �� ���� -�������"���������������� ��������0�����������������"������������������������������������������ � ����� ������������������������ ������ ��� ����� ������������ � ��������������������������������������������������������� ������������ ����� ������ ��� ����� ��������������������� &���������������������������������

6��� ���� ����� �� ������������������ ��� �������������� ������ � �� ���� �� ������� ���������������������� ���������� ��������������������� ��� ���� ���������������������������������

Page 229: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ���,�,

���������� ��� �� �� �� ��������� �������� ���� ���������� ��������

ABB Alstom Power

3942 13566 26,5 7.82 21.18 488 1500

ABB Alstom Power

4348 11998 30 12.91 17.65 528 1500

ABB Alstom Power

4697 11932 30,2 14.14 19.04 525 1500

ABB Alstom Power

5046 11915 30,2 14.32 19.55 546 1500

ABB Alstom Power

5252 11925 30,2 15.35 20.34 537 1500

ABB Alstom Power

6441 11579 31,1 11.85 28.15 471 1500

ABB Alstom Power

6750 11418 31,5 12.34 29.28 466 1500

ABB Alstom Power

7710 11886 30,3 13.97 29.8 545 1500

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

1550 14120 25,5 9.4 8.1 518 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

1550 14260 25,2 9.5 8 529 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

3050 14350 25,1 9.4 16.2 518 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

3050 14490 24,8 9.5 16 529 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

5860 11770 30,6 13 21.8 560 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

5960 11610 31 12.7 22 560 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

6690 10710 33,6 12.7 22.2 533 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

6960 11500 31,3 15.9 27 517 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

7100 11430 31,5 15.9 27.1 525 1500/1800

Rolls-Royce 3949 12411 29 10.2 15.7 555 14589

Rolls-Royce 5130 11476 31,4 7.6 34.6 7556/7541

Rolls-Royce 5273 11819 30,5 13.5 20.8 528 14589

Rolls-Royce 5320 15538 23,2 7.6 34.6 500 7556/7541

Rolls-Royce 6420 8481 42,4 10.2 18.4 530 14600

Rolls-Royce 6449 11201 32,1 14.6 23.5 530 11571

Rolls-Royce 7918 10921 33 19.4 30.4 488 11571

Rolls-Royce 8540 10820 33,3 10 45.3 7556/7541

Rolls-Royce 8790 13525 26,6 10 45.3 508 7556/7541

Rolls-Royce 8970 13260 27,1 10 45.3 508 7556/7541

Rolls-Royce 9510 12624 28,5 10.5 45.3 506 7556/7541

Page 230: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

:������� ���� ������ �������������� ���������������������������������������� ������"��� �������� ��� �� �� �� � ����� � �� �������'�� ��� �������� �������� �� ������� ������ � ���� �� �� �� ���� ���������� ����� ��� ���������������� ���������������

�� �� �)��� ���� ����� �������������� ����� ����������������>�����������������������������������"���>�������� ������� � �������������������������������������������������������������������� � ������ ������ ����������������� �$��������� �+����� �/!ED��' �� � ���� ������� ���������� ���������� ��� ���� �������������� ��������� ������1!ED������������������� ����'������� ��������� ��� �� � � ������ ���� ����������� ��"��� ���*+!ED�������� ������� ����� ������������������������������ ������������������������������������ �/*!ED���� � ���� �����>����"���� ������������������������������"�������� ������������ �-�� �����\ !ED0�

'������� ����$��������� ��� �$�� ��������������������������$���������������������"������� ������� ���"��� ��������������������������������������� ������������������� ��D�������$ ���"�������� ��������$ ������ ��$����������������������������� ��������� ������������������������� ����������������

6��� ����������������������� ��������������������������������������� �������������������������/!ED��' ���� �����������������"������������������������������������� �������� �������������������������� ������������������������� ������������������� ����� �������������������������������� $���� ���������� ���

������������ �������� ������������� �������� �����������������������2�/2��'��� �������$ ������������� ���� ��������� ��������������������������' ����������� �$�������� ������ �������������� ������� ��� ��� � ���� ��������� � � ������� ����������� ���������������� ��� ��� � ���� �������������������� ������ ��������� �$� ������������������������������������������ �� ������� ����������������������"�������� ������� ����������� ��D������� ������� ������������� ��� � ���� �����$����������������������������������������������������������������������$��������� ��������� ����$�������������������������������������� ������������������� ����� ���������� ���������������������������������������� �����������+!,��D������� ������� �� ��������� ������$�������� ������� ���$����������������������$������������� ����������������������������������������������������������������� � ��$�������������� �� ����$�������������������������� ��������� ������ �

����������������������������� ������������������������������������� ��� � ���� �������������������� ������������������������ ��������� ��� ��������� ������������������������������� �����

'������������������������ ��� ����� ����� � ������������������ ��� ��� � ���� ��������� ������� �����������������������"�������������������������������������������������������������������.!��1+�=8G������������ ����� �������� ������������������ �� ������������������������� �������� ������ ����� ��� ���������������

F����������� ������������������������ ������������ � ���������" ��� ���������� ������������������������� �������������������� ����� �����������������������"����������������������������������������� ��������������������������/!EDG��������� �������� ����������� ��������� ��������$�������� ��������������������������������� ����6� ����������������������������� ��� �++�=8� ������������������ ������������������(����������������������������� ������"�� �������������������������������������$��������� ������

Page 231: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����,��,��*�������������������� ����� �����������P��� �����������P��� �������������� 72��������� �������������������������������������� �������������

Extracciónde vapor

Refrigeración de losmotores

Precalentamiento del agua con la energía térmica de la refrigeración de los motores

Gasesde escape

Gasesde escape

de los seis motores

Gasesde escapede la turbina

Turbina vapor

Condensador

Agua de alimentación

Combustible

Turbina gas

Entrada aire

Combustible

Compresor

CámaraCombustión

Motores

����MáquinaAbsorcióN

Page 232: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'���� ������������ �������� �������������������������������������������� ������ ��� ��������� �� /!ED�� ����$����� �� �� ������ �� ���������$� ����� ��������� ���� ������ � ��� ������������ �� �������

������������������ ��� �����$��������������� ��� � ���� ��������� ������� ������ ���������������� ��������������������������������� �� ����'��� ����� ������ ������������ �������� ��"����������������2�*!%

�����,��-��*�������������������� ����� �����������P��� �����������P��� �������������� 72��������� �����������0���������������� �����������

Refrigeración de losmotores

Prescalentamiento delagua conla energía térmica dela refrigeración de losmotores

����

Frío de retorno delintercambiador

de entrada alcompresor

Gasesde escape

Gasesde escape

Frío haciael intercambiador

de entrada alcompresor

Máquina AbsorciónGases

de escapede los seis motores

Gasesde escapede la turbina

Turbina vapor

Condensador

Agua de alimentación

Combustible

Turbina gas

Entrada aire

Combustible

Compresor

CámaraCombustión

Motores

Page 233: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

' ���������� ��������� ������������������������������������$ ������-����� ������������� ��������������� +&+!,0�������������� ����������������$(�����������"������������� ������ � �

7���*�������������� ���� ��������� ����������

B���������������������� �������� ����������� ���������� �������$��������������� ���� ���� ���� ����������������������������������������������� ������ ������ ������������������������� �������� ������� �������� �

6�� ��� ���� ���� ��� ��������� �������� �� �� ��� �� ����� ����� -��������� �������� ����������������0����������������������� ���������������������"����������B������������������������������������� ����������� ���� ����������������� ��������������� ���� �������������������� ������������� ����������� ������B��������������� ����� ����������������������������������������78� ������������������� �������� ���� ��$ �� ������� ����������������� ����������� �����������������������2�/!

�� ���,��-

6 30 15 6 5 845 220 2,28 8,04

6 30 15 6 5 714 175 1,93 7,56

6 30 15 6 5 773 190 2,08 7,59

6 30 15 6 5 1200 5000 450 8,64 4,34

6 30 15 6 5 1200 5000 500 7,74 5,38

6 30 15 6 5 0 5000 350 5,4 5,4

6 30 15 6 6 0 5000 300 5,4 4,63

Turbina vapor (P=20 bar / T=250ºC)

�����������horas/día

días /mes

Motor Diesel 5MW +

Turbina vaporTurbuna gas

5MW + Turbina vaporTurbina gas 5MW - Ciclo

ChengTurbina gas

5MW - Regeneración

Turbina vapor (P=40 bar / T=400ºC)

Turbina vapor (P=12 bar / T=230ºC)

PVP Electricidad (PTA/kWh)

Ganancia (PTA/kWh)

Gasoil

Ganancia (PTA/kWh)

Gas

Potencia Cog. (kW)

Tiempo deretorno(años)

Potencia Gasoil (kW)

Potencia Gas

(kW)

Coste instalación (MPTA)

Beneficio (MPTA /mes)

B����� ���������� ������� ������������� ���� ����� ������������ ������������� ��� ����� ������%

D������������� ���� ����������� ������������)��������������������������������������������� ������������������ � ������� ��������������� ����������������(�� ����' ���� �$������������������� ������������������������������

Page 234: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�������������������������������������������������#� ������������������������������������������������������ ������ �9���� ����������������������������� ���������������������������� ��$ ����������J���� �������� ��������� �������������� �����������������

������������������������������������������������������� ���������� �� ������� ��� ��������������#� ��������� �������� ����������������������������������������������������������������

�� �� �������� �������������������������� ����� ���������� �����������D����������������������������� �������������� �������"����������������������������������������������� ����������������������J���� ������� �������"���$ �������������������������� ������������������������� ��������B������������� �����������"������ �$������ ���������

���� ��������������������������������������� ���������� ����������� � ���� ��������������������������������� !,�������������������� ��������������������� ������ �������� ���� ��� �������������

Page 235: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���������������������

�+��� ������� ��

�� ���� �������� ��������� ���������������"����"�������������� ���������������������������������������������������������"������� ������ ������������� ������������������ ���������� ����������������

@������������������ ���� � ����� �������� ������� ������� ���� ���� �������� �������� �������� ������� ����������������� ������ ��������� ������������"�����6�������������������������������������������������������������������������������� ������� ������� �

6���������������� ������������������� ������"� ������������� G� ����������������������� ����������������� ��� ������"� � ��������� ����������"����"������������������ ������������������������������ ���� �������� ����� ��� �������� �������� ��� ��������������������� ���� ������������� ������' ��� ���������� ����������"���� �� ���� �������� ��������� �$� �������� ��������� ��������������������� ������������������������������'������������������������� ����������)����������� ������� �������������$����������������� ������������������������������� ������������������������$ ������� ��������

'������������������� ������������� ���������������� ��������� ���������"���������������������� ������������� ���������������������� ������������B�������������� ��� ������������������ ����������� ������� ��������"��������������������(��� ������������ ������ ���� ��� �� �

@�������������������"����������� ������ ����������� � ����� ���������"��� ����������� ����� �������� ������ ����� ��@���� "��� �� � ����� � ������������������ ��������� ����� �� ����� ���"��� ����(�� �� ��' ���������������������������"������������������������������������ ������� ��������"���'�������������������� ����������� �������������� � ����� � ������ ���������� �

6���������������������� �����������������������������������$ � ������������������>���������������������� �������������������� �������� ����������� �������� ������������� ������������������������������������������ ����������������������������������� ���������� �� ��� �� �������� �������� �����

'��������������� ���� �������� ����� ������������$������������� ������ �������� ������������������ ������� ������� ������� ��������������������������������������������������������

�������

Page 236: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�� ������� ������� ���� �������������� ��$(�� ���������� !������+!,��6����������� ��� ������������� ����� �������� ������ ��� �� ���������� � �������������"����� ������������� ������� ������������������/!,���� ���� �������� �������� ������������������� �����9+,��� �����+!,������$�� �����1!,��������������� ��� � ��� ������������������������B��������$ ��� �� �������� � ������������������ �������� �

B��������������� ���� �������� �������� ������������������ �������������������������������������������� ������������ ������������ ����������� ����� ��' ������ �������� �� ������� � ������ ����������������������������������� ���������������� ����������������������' �������������������$������������� �������������������������� ������������ ��������������������� ����� ��J���� ��������� ��� �������� ������ ��� ������������ �����������������������������������������������������/!!,�� �������������� ������������������ ���������������

��������������������� ��������������������/;92�����8�����<������D�� �"������ ������ �������������� ��������� �����������"��������������("������� �������������� ������ �����������������$����' ������� ��"��������������������� �B@5D�-�� ��� ����.�������;���0��6������������ ���� ������ �������������������� �������������( �"�����������������$������������������������������������ ������������� ������ ���������� ������ ����������� ���������� ���/29*��' �����5���� �4�������� ������������������� ���������� ��������������("������������������������������������� ����"������'������������������� ������������ ����������������/2+*��4������������������ ��� ����������������������� �������+�78��B��������������� ����� ���� �+!������� ����������������������������J@6@����� ����� ���� ��������� ������������������������������ �� ��� � ������ ����������"����������������� ����������� ����� ������"� �������� �� �����������"�� �����������������������6������� ������������ �������� ������������� ������� ������������������ � ��� �������� ���������� ��������� ���� �������� ��������������������������@��$ ������������������� ������������������������������������������

'( ����������������������� ���� ������ �������� ������D������������ ������������������������ ��������� ������������������� ������������������������������� �� ���"��� �

�� ��������� ������������������������������������������������������� ��������������������������� ������ � ������� ������������������������������������������ ������� ���� �������� ���� �������������� �� �������� �������� ���� ������������������������� ������

H��������� ������ � ���� ����������������"��� �$����������������� ������������ ���� �������� ������ ��� ���������������� ���� � ��� �� ������������6����������� ���(�����$������������ ������� ��� �������� ����� ��������������������������

�+��� �.� �� � ���� &��� ��� ���

�� ���� �������� ����� �����������$������������ �� ��� ��������� ������������$����������� � ��� ��������(������'��� �� ��������� � ������������������������������"������������� ������������������������

�� ��������� ����������"��� � ���������� � ���������� �����������������(��������������������������$���������������������������������������������������$����

Page 237: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����-���5�2�� �������������������������� ��� ��

�� �� ��������� ��$�������$����� ������������� ������ ����������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������"��� ������������ ��

'����������������(������������������ �� ������������ �����������-�������� ���0������������������� ��' �� ���� �������������� ������������������������$����������� ������� ���������� ���������������$��������������������������������(���������� ���������������������������������� ����������������������������������

B���� ���������� � ��� �������� �� � ��� �� � ���������� �� �� ����� � ���� ��������� ��� ��� �������������������������� ��������������� ����� �����

'������������������������������������������������� ������������������������������ �$���� ��������������� ������������ �$���� ���������������B� ����������� ������������������������������������������������ �$���� ���������� ������������������������������������

'����� �����������������������������������������("����� ��� ������������������������������� ����$���� ��������������� ���� ������������������������������� ������ ���������������'��� ����������������� ��� ���������������������������������� ��

���

���

������������ ��

�������������� ������

Ánodoporoso

Cátodoporoso

Catalizador

Electrolito

Page 238: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�9�����% �����

�� �������� ��������� ����� ��������� � ����� � ������ %

&��6��� ��������� ��������������������������� ��������� ����(���������������&��D�������� ���� ��������������������� ���� ��� � ��������������������������������������������� ��������������

&��6��� ������������������" ������� ����������� ���� ���������������

@���������� �� �������� � ���������������������� ��������� ������ ������������������"������������������� ��

���������������"���� ����� ������������������������ ����� ��������������������������������� ��������� �����������$�������� ������ ��������������

�� ��������� ������ ������������ ������������������������������ ��� � ������������������������������������������������������������������������������� �������������� ��'������������� �� ��������"������� ����������������� ���������� �� ���� ��� �� � ������ ������ ������������������������"�������������������������

�9�����5��$����6% ���� ��

'������������������������������������������ ��������� ������������������������������������������������������ ��� �����������������" ���������������������������������������� �������������������� �(��������������� ������������� �����"������������ ���'�������������$��������������� �������������='@�-�������+���� �.�����*0�

�9���������������

' ��������� �$� ������������(��������������������� ��������������������='@��' �$��������� ���� ��� ���� �� ���� ��������� �� � �$�� ����� � �� ������ ���� �� �� ������� ���� ��� � �� ��� ���� ������������������� �/!!����� �9!!����� ��6����������������� ����� ���������� ���������������������������� �������� ������������������@��$ � ��� ����������������������������������� ������� �����������������������' ���������������� ����������� ������������������������������������������������������������������������������� ��������(�� ����������������������������������������� ����� ���������� �����������

�+�!� .������ ���

B�������������������������������������������� ���������������������� ���������������������������� ����� ����� �����

'( ������� ��������� ���� ��������� ���J��� ��-?�����/!�/0������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ��������������

Page 239: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������� ���������������� ��������������� �������������������������� ����������������������� ������� ��� � ���������������� ������������������������

'���������������������������������������� ��������� ����������"��� ����� ��������������� �������� ������ ���� �����������("������' �������� � ���� �������"� ������ ���� ���������������������������������

@������������ ������������� ����� ������ ���������� ���� �������������%������������������������������������������������������������������������

B����������������������������� ���������������������������"���������<�� �����������"������������������������������������ ������������������������� �������������������������������������

�9������� �! ������������������ ��

D���������������������������������������������������-����������������0������5'=���������� ��$������������������� ���������� ����� ��������� ��@����������������"����J��� ���������� ����� ��������������"���� �� ������ ��������� � �� � ��������� � ��������� ��' ��� ��� ��� �� ������� � � ������������������������ ���������� �������� �������

@������� ����� ������� �������� ������ ���� �������� �� � ��� ��� ��� ������������ ���������� ��� ���������� ��������������

'�������������������������������� ������������������������������������ ����������� ��)��J��� ����������������� ������%

+��� <#B*��� ����B���������������������������������������������������������������������-/!�/0

#������� ������� ���� ��������������������� ����� �����������������<������� ���������� ��� � �#������������������ ��������P�/�5���������*������������������

�� ����-���4������������������������� ��� ����������������������C�����������������������!�7�������!�7�

���������� ���������� �����

H2 + ½ O2 → H2O E = E0+(RT/2F) ln[PH2/PH2O]+(RT/2F) ln[P1/2O2]

H2 + ½ O2 + CO2 (c) →H2O + CO2 (a)

E = E0+(RT/2F) ln[PH2/PH2OPCO2]+(RT/2F) ln[P1/2O2PCO2]

CO + ½ O2 → CO2 E = E0+(RT/2F) ln[PCO/PCO2]+(RT/2F) ln[P1/2O2]

CH4 + 2O2 → 2H2O + CO2 E = E0+(RT/8F) ln[PCH4/ P2H2OPCO2]+(RT/8F) ln[P2

O2]

Page 240: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

#� ����������� ����(��� ���������� � ���� ��������� ���������������������� �������� ���� ������� ������ ������������ ��(��� ��� ������������/!�/������'1�� �������������� �$����-/������*+CD0�����������������������������/��'������������ �$����������������������:

�>F

��� ���/�**2�I�-� ��

������ ����� ��������� ���(�� ���������� ������������"������������������������(��������:�0��' ��

������������������� �������������������������������������

�9������� �! ��� ����,����

6����� �������� ���� ������� ������ ����� %

&��B����������������������&��B���������������&��B��������������������������

'�����������/!�*� ����� ������� �������� �������������� �� ����� ����������������

�����-���'�����������������������������������������������

' �� ����� ����������������������������� �����������������������%

�P+&B��� �����������������������������������������������������������������������-/!�*0

D���������������������������������$������ ������������$��������������������������������������� ����������� �����6�� ��������� �� ����� � ��������������������� ��� ��������� ��� ������������� ��������������� ��� ����� ���������������%

�� ����##

���+� ����##

�N��� ����##

����������������������������������������������������������-/!�90

Voltaje ideal

Polarización porconcentración

Polarizaciónóhmica

Polarizaciónpor activación

Pérdidatotal

Vol

taje

(V)

Densidad de corriente (mA/mm2)

Page 241: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������ ����##

���� �������� ����� ����������������������������������B��������������������������������������$� ��)������(��� ��� ������%

����������� �O���� �O��$�����

��������������������������������������������������-/!� 0

K�� ������$����%

�������+��� �O�+�� �����%�##

�P�%!##

����$�����

������������������������������������-/!�+0

/��B����������������������

' ������������ ������������������"��������������������������"���������� �������������������� �$���������������������������� ����D�������������������� ��������������� �� ����� � ���� ��������������

' ���������������(��� ������ ��� ����������������������������������� �����"�������������?����%

����-<#�>����0�(����-�B� 0�����������������������������������������������������������-/!�.0

������� �������������������� ������������ ���������� ����������������������������������� ���������������� �� ������������������ �������������

*��B���������������

6��������������� �������������������� ������������������������� ���������� ���������� �������� ���� ��������� � �� �� � �������� ���� � ���� � ��� ��� ��������� �� ����������� ��� ��������� �� �����������������������������������������������������������������@��� ��������������������������������������������������������F����������������� ������������� ���� �������� �������(��� ��%

����<�(�H������������������������������������������������������������������������-/!�10

#����H�� ���������������������������� �������������<�� ������ ���������������������������������������������������������� �����������������

' �� ����� � ��������������� ��������������������������������������������������������� ������������

9��B��������������������������

#���������������������� ���� �������������������������������������������"�����( ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ����������������������������������

Page 242: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

@�� ������������������������������ � ������ � ������ ��%

&���������� ����������� ���� ������ ����� ����� ��������� �&��6��������� ����������� �������� ���������� �����������������������������&��#�� ������� �������� ���������� �������� ��������������������������������������(��������������������������������

' ������������ �������� ��������������� ��������(��� ��%

��P�-<#�>���0����-/&�>��0���������������������������������������������������������������-/!�;0

������� ����"���������� ���������� �������� �������������������������� �����������"�����$(������������������������� ������ ������������������F������������� ������� �������������������� ��� ��������������������;��� ����������������� �����������;���������������������������%

;�>;��P�/�\��>�����������������������������������������������������������������������-/!�20

�������������J��� ��������� �� ���� �������� ����������� ������������������������������������������� ���� ������%

+��P�!�P�+ �[�-<#>��0����;���������������������������������������������������������-/!�/!0

D���������������������������������������� ���������� ���������������������������������������������������J��� �� ������ ������������ ������%

+�P�+ �[�-<#>��0����;�������������������������������������������������������������-/!�//0

����������������������#'����������������������������������������� ��������� �� �����������������������������������%

��P�-<#�>���0����-;�>;�0�����������������������������������������������������������-/!�/*0

@���������� ������������� ������������������( ������������;����;�� �������������(��� ���/!�1�

'��� �����$� ����������������������������������� �������� � ������ ������������������������������� ������������������������������������� ������������������������������������������ ����������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������

�9�����:����$ ������� ���������������!����� ������$!���$ �

/��?���������������� ��

'������������������� ����� � ������������������� �������� ������������-���������������� �������� �������� ��� � ��������� ������� ����� ������������0����������� �������� �-������� ����������0������������������������������������������������� ����� ������������ ���� ��������������

Page 243: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����� ����$����� ������������������� ���������� ��������������������������������������� ����� ������������������������������� ����������������������������������� ������������� �����������������������������������������������B�������������� �������������������� ����$����� ������������������ ����$�����������B������������������������� ����$����� �������������$ ����������������������������������� �� �� ���� ����� �������������������������� ������������������� ������ ��� � �

�������������������� �������������������� �������������������������������� ������������������������������������"���������<� ��#<��' ����������������������������������������� ������������������������������������������� ��������������� � ������ ��(��� ��� %

-+>#0��P�G:>�����������������������������������������������������������������������-/!�/90

-+>�0'�P�&�G�>���������������������������������������������������������������������-/!�/ 0

#��������������������������������"������������������:*>F*�� �������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������ �������� �����������������������������������������������������"���������������������������� ������������������ �������������������� ����������� ���������������������� �������������� "��������� ������������ ���B����� ������������������������������������� ����������� ��������� ������ ���������� ��� ���������'�����$���� �� ��������� �� �$�� ��������� ������������������������ �������� ����� ���������� � ���� ��� ����������� ��� ����� �������� � �� ��������� �� ���� � ���������������5������������ ����������� ���� �������������� ������� ���������

B��������������������������������� ������������ ����� ��������� ������������ ������������������� "��� ������� ��������������� ������$ �������������������������������������������������������B������������������������������������������6�������������������������� ������������������������ ���������� �������� ������ ������������ �������������������

'�������� ������ ����$����� ������������������ �������������������������������������������� ���������������������������� ����������� ���������� ������������������ ��

*��D���� �������� ��� �

�� ���������� ������� ��� ������� ������������������������� ��������������������������������#�� �� ��(��� ��� ���J��� ���� ��� ������/!�/� ����������� �� ���� ������������������������������ ��������(���������������������������������������������������� ��������� ��������������������� ���� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ������ ���� ������ ����������� ��������� ��� ������� ������������� ��D���� ������������ ��������� ����������$ ������������������������������������������

�9�����1��������

������������������ ��������������� ��������������"�������������������������������������"���"��������������������������������������� ����������������������(�����

Page 244: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��� ��������(��� �������� ���%����+�B�G%����������������������������������������������������������������������������-/!�/+0

'������� ��������������������������"����������� ������ ������������������� ��������������"��������<�� �� ���������"�� ��������������������������������� ������������������ ����B������������� ���������������������������������� ��������������%

����G3�B�G%��������������������������������������������������������������������������-/!�/.0

�����������������G3���G%�����������������(��� ��%�G3���G%���#G:��' ������� ������������������ ������������������������������������� ��������� ��������������������������#��������������������������"������������������������ ��������������������������������������������$(���������� ����������������������� �������������?��������������� ������� �� �$����-#P�*2;�O�����P�/����0����������������:*>F*� ������������ � ������ ������� %

G%�P�G% �P�*;.�73>���G3�P�G3 �P�*91S9�73>�������������������������������������������������������������������-/!�/10

�������������� �� �� ������� � ���������������������������������������������������������������� ���������������������������������� ������������������������("��������������� �� �$����'�������������������������������������*+ED���/���������� ���� ���!S;9�

'������������������������������� ���������� ��������(��� ��%

����2AE>�-����

B����

0�������������������������������������������������������������������-/!�/;0

D�� ��������������

�����������������("������������������� ����������� �� �$���� � ��/�**2I�������������� ��$%

����2AQ1M�����

�������������������������������������������������������������������������-/!�/20

D���� ������ ����������������� ������������� ���������������������������������B��������������������$��������������' ���� �������������������������� ��������������������������������������� �������� ��'������������������� ������� ������� ���� ���� �������� �������� ����������������� ���������������������������� ������� ������� ��' ������������ �������"��� ������� ������������� �������������������� ��������� ������ ���������� �������� �

�+���� ������ ������ ������ ���

�� ���� �������� ����� ����� ������������������������� ������������������ ������ ���� ���������������� ��� ��������� ����� � ������ %

&��B�� �������� �-@5D00&��B�� ���������������������-B'=0&��B�� ���$����� ������-B@5D0&��B�� ������������������-=D5D0&��B�� ����(�� ����-6F5D0

Page 245: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ��������� ������������������������������������ �������� ��������� ��� ���� ��������������������������������� ���������$��������������������

�9�����2� ���� �� �����>�8�?

' �� ���� � ������������������������������ ��������� �����������������������$���������$������������������������ ����� � ������ %

�� ��������� �������� ���� ������������ ��� ������������������������("������ ��$ ��$��������������������������������������� �������� ������������������ �$�� �������������������������� ����������������� ������������� ���������������������6������������� ����������� �������� ��������J�F:������OF:������������������DF

����������������������������������B�����������������������

����������(��� �����:����F

���B���� ��������� � ���������� ��������� � ���������������� ���

���� ������������ ������� ���������� ����������� ����������� ����� ����������������/!�9�

������-���5�2�� ����������������������

Á n o d o : H 2 + 2 (O H )- → 2 H 2O + 2 e - (1 0 .2 0 )

C áto d o : ½ O 2 + H 2 O + 2 e -→ 2 (O H )- (1 0 .2 1 )

P ila : H 2 + ½ O 2 → H 2 O (1 0 .2 2 )

���

���

���

����

�������������� ������

��� ��������������� ���

� ���� � ����� �����������

Electrolitoalcalino

Page 246: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/��'�������

�� �$��� � �����������������������"������������ ������� ��$��� ������������������ ��� �� ������������ ������������ �������� ��������� � ����� � ������ %

&��'���������������������������������� ����� ������ �����������&��@���������� ����� ���������$���&��' ��������"��������������������������������&��' ���������������"����������������&��D���������������������

�� ������ � ������ ���������� �� ���� ��������������� ���������"� ������������� �� ������������ �

*��'���������

'����������������������$ ���������� ����� ����������� ����OF:��'�������� ��� � ���������������� ������������ ��������������������� �������������������������F�����������������$ ������������� �������������������������������������������'��J�F:�������� ������������������������������� ����������$ ������������ ����������������������� ���� ������ �������� ����� ����OF:�

9��H����������������� ��

��������������������� �������������� ��� ��� �������������������������������������������������������6���������������(�� ������� ������������������������$������ �������� �������������� ������������� ����$ ������������������������ ���������������������� ����������������������������������������������������������������@��$ �����"����������������� ��������������������� ������������(����������� ������(��� ���

��H�������������������������

'�������������������������������� �.!CD�����(�������������������������������������� ���������������������������������������������������6������������������������ ������������������� ���$����� ���������������������������������������������$ �������������������� �������������������������

+��'(���������������

'�� ����� �������� ��� ��� ����� �� ���������"�������� ��� ������������� ������ ���� ������������ ������������������������������@����� ���� ��(�������������������������������������� ����� ��������� �������������������������������������������������������������� ������ ����� ������������ �

'������� ��������������������������������������������������������� ���������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������

Page 247: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

.��L����������

'������� �������������������������� �������� �������������� �������������������������������������������� ��� ���������������������������

�9�����2� ��������$������ ��,�����>2%5?

�� �B'=� ����������������������������������������������������������� � ��+�����5�������&'�����"�������������������������� ���� $��������������� ���������' �� ���� � �������������� ���������������������� ���� �.!��F������������������ ��������������������������$������ ��� �� ������� ����� ������ �����������������������6�������������������������������������������(����������������� �������� ������ ����� ������������� ������������ ���� ������ ������� �����

�� ��������� �����������������������$���������$������������������������� ����� � ������ %

���� ������������ �� ���� � ����� �����������������/!� �

���

���

���

����������

��� ������������������

�������������

� ���������������

�������

Membranapolimérica

������-���5�2�� ��������������&5�

Ánodo: H2 → 2H+ + 2e- (10.23)Cátodo: ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O (10.24)Pila: H2 + ½ O2 → H2O (10.25)

Page 248: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/��'�������

�� ��������� � �������� �����������������������������B������������� ���������������� ������������������ ��������� ����������������

�� ���������" ��� ����� ��������� � ��$���� � ������ %

&��'���������������������� &��=$(��� �������� ��������������������� ����� �������� �������������������������&��:������������������� ������ ��� � ������ ��������������������&��Z�"����������� ����� ����� � ���� ������� �� ������� �����������������������

*��'���������

'�������������� �$��������������������������������������� ������������ ������������� �������"�������$�������������J�����//1�-��#�B���0���$��������������� ���������' ������������"���� � ���������������������������(���������� ��������"�������������������������� ��� � ������� �

'�������������- � ������������ ���������� ��� ��� ���������� 0� ������������� ������������������ ������� � -��� ��� ��� 0� �������������� �����������B��� ��� �������� ������������ �� ��� � ���������������������������������������������� �� ���� ��(�� ��������������������"�������������

D���������$������������������������������������������������������������������ ���������� ������ ����� ��"�������������������� ��������� ������ ��������������� �����������������������������)��������������� ���� ���������������� �������������(������������������������������������

=����� ���������������� ���������������������� ������������������������ �����������������������$��������$����������� ���������������

' �������������������������"����������������������������������$(�������������������� ������������������������������������������������������������ ��������������@��$ ������������������������������������������� �����������������������������������������������������

?���������������������������� ����������������������������������������������������������� ������������������������������������ ������(�� ��

�� ��������� ���������" ��� ���������������������������� ����� � ������ %

&��'������������������������ ��� ��� �)��������&��@ ����������������� &��6������������ ��� � ��(��������������&��#����� ���������������������������������

'��������������������� ��� ��������������� ������������ ����������� ����� ��������������� ����������������������������������������������������������"������������������� �� �� �� ����� ������"����� ������������ ����������� ������������ �������� �����

Page 249: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

9��D��������

�������������� ��������� ������������������������������� �� ���� �� �������������������� ���������� �������� ������������������'���� �B'=� ����������������������������� �������� ������������������������������ ������ �������� ��������������("�����

6��������������� ������������� ������������� ��(�� �������� �� �������� �������� ������ ��� � ��������������� �� �� �� ����� � ����� ����������������� ��

��H�������������������������

���������������������������������������/�/�I���*�+�I�������������� ��������������������������� �������������������� �������������� ���������������������������6����������� �������������� ���������� �����������������������

F����� ������ ���������������������������������������������������������� ���� ���������������������������������������������������� ������ �������������������"��

+��H����������������� ��

'������������ �� ������������������� ����� �������� � �������������� �������������� �!�*;+=B��������� ����������������������� ���� ���������� �!�/����� �/!�=����'������������������ ���������������������������������������)����� �������������� �� ����������������������������� ���������"������������������������ ��� � �

�9�����2� ��������� � �����>2�8�?

' �� � ����� ���� �������� ������������$����� �����������������������6����� ���� �������� �������� ��������������������������$ �� �������� ��6� ���������� ��������� � ���� �������� ����������������������� �� ���������������� ��������������������������������� �� ���� � ����������������������� �/1+&**!CD��' �� ���� � �������� ����DF

��������������������� ������*,���DF�������

��� �� ���� � ������������������������ � !!!!����� ����������������

�� ��������� �����������������������$���������$������������������������� ����� � ������ %

'��� ��������������� ����� ����������������/!�+�

Á n o d o : H 2 → 2 H + + 2 e - (1 0 .2 6 )

C áto d o : ½ O 2 + 2 H + + 2 e - → H 2O (1 0 .2 7 )

P ila : H 2 + ½ O 2 → H 2O (1 0 .2 8 )

Page 250: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

������-���5�2�� ��������������&:�*

/��'�������

�� ��������� �� �$�������� ������������������"����������������������������������������� � ������������������� �����������������"���� ���������� �������� ����������� ����������������������������������������������������������������B?5'�-������0�

�� �� ���������� ���� � ������ ����� � ������ %

&� ' ������ ��� �� � ������� � �� �������� �� ��� ��� ����� �� $��� �� ������ -�������� ������������������%�����������������0

&��'��������������������������������&��B��� ���������� ����������� ��� � ����������� ���������������-���� ���������%�.!&.+,G������������� %�*!& !��0

&��=��$����������� ���������������� ����������� ���

�� ���������" ��� ������������������� ��������� � ����� � ������ %

&��5�������������� ����������������������� �������� ����� ��&��5�������������� ������ ��� � �������� ���������������������������������&��=����������������������"����������������������(������������������������������� �����"���� �� ����������������

���

���

���

������������� �������

���������

�����������������������

�������������

� ���������������

�������

Ácido fosfórico

Page 251: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

*��'���������

'������������� ���������������� �������������� ������ ����$����� ����������������������������������� ������������ ��������������������DF

����������� ����������������� ��������������("�����������

�������������������� �������� ������� ���������������������'��$��� ���������������������������� ����6D��' �$������������������$������ ���������������������

9��H�������������������������

'�������������������� ����������������������������������� ��)��������������!S*1�I>CD������������ � �$������������������������������������������6���������������������������������������������� ���� ������ ��������������������� ����������� ����� ����������������

6����������������� ��(�� �������������� �������������������������������$��������DF�������� ���� �� ��(�� �������������������������� ������������������������������������������������������������������

��H����������������� ��

���������������� ������������ ���� ������ ���� �� ����� ��' �� ������� ������� ��������� ������������ ����( �������������$��������������������������������������� ���������������@��$ �������������������� ��������������������� ��������������������������������������������$������������� ��������������� ���� ��� �������� ����� ��� � ��' ���������������������������������������������������� �������������������������������������������������

+��H������������� ��� � ��������

���� ������������������������������ �������� ������������ ����������� ���� ������ ��� ��������� ������ ������������ �������� ��� ��� ��������������� ���������������� � ������� ������������������������������H���� ���� � ���������J

��������� ����������� ��������������

������ �� ���������J:��:DJ���JF(��������������� ����' �� ���� ���� �����������������������������

���DF�������DF��6����������������)�� ������������������������������ ���� ���������������

.��'(���������������

#�������� ������������ �������� ��������������������������������������������� ���������� ��������������������������������� ����� ����� ��������������������������������������������

1��L����������

' �� ���� �������� ����� ���������������������������������������"�����'�������� ������$ ����������� ��������6���������������������������"����������$ ���������������������������

Page 252: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

;��D����������������������� ����

' ��� ���������$����������%

&��'������������������� ���������������������&��#������������� ��� ��������� � ���������� �-���� ����"���0&��6�����������������������- �������� *CD0&��6����������� ������������������������������� ��������� ����$�����

�9�����2� ��������$���� !���>5�8�?

:��������������������������� �������� ������������ ������ �������������������������������� ������� ������� �����������������$������� ��������� ����� �������������������� ����� � ������ %

'���� ������������$������������DF���� � ��� ���������$�����������DF

�� ������ ������������

����������������������������������("�������� ���� ������������� �������������������������������$������������������������������������������������� ��������� ��6������������� ������������������������ ������������������ �����������/!�.���� �������� ������������������������� �������

Ánodo: H2 + CO32- → H2O + CO2 + 2e- (10.29)

Cátodo: ½ O2 + CO2 + 2e-→ CO32- (10.30)

Pila: H2 + ½ O2 + CO2→ H2O + CO2 (10.31)

���

���

��

���

�������������

�� ���������

����������

���������������������������

�������

�����������������

� �������������������

��

Carbonatoalcalino

�����-���5�2�� ���������������*�*

Page 253: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ��������� ������� ����� �� ���� � �����J����� ����������$��������JF����� �����������$����' �� ���� ����������������� ������������������������ ���������������� �������������� ��� ������ �B@5D� �������������������������������' �� ���� ����������������������� ������������������� �-.!!&/!!!CD0����������� �������������������� ���� ������������ �

' �� ���� ����������������� !!!����� ������������������� ������������ ��������������������$ �������

�9���#�2� ������"���� ��>';8�?

' �� ���� ����������������������"����������������� ����������� ��������� �������� ������� ���������� ��� "���������� �����������������������������������'�������������� �������������������(�� ����������� ����������K

�F

�� ������������c�F

�3���������������� ��������� ��

�("�����

�� ��������� ��������������������������� ����� � ������ %

���� ��������������� ����� ����������������/!�1�

��5&�2&1�+�(��������������:R�;

Ánodo: H2 + O2- → H2O + 2e- (10.32)Cátodo: ½ O2 + 2e-→ O2- (10.33)Pila: H2 + ½ O2 → H2O (10.34)

���

����

���

�������������

�� ���������

����������

�������������������������

H2 + O2- → H2O + 2e- ½ O2 + 2e-→ O2-

Óxido dezirconio

Page 254: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

:���������������$����� ���D�&c�F����J&c�F

���������������$��������=�F

����������6���'�

���$����� ��������� ��� ��������� ������������������������� ������������� ����������

������������������������� ������������������;!!&/!!!CD��' ������������������������������ ���� ��������������������6���������������������� ����������� ������������ ��������� ��������������������� �� ���� �� �������������� ���� ��������������������������"���������<�� � ���������������������������������������J���� ��������������������������������� �������� ��������������������� ����� ����� ��������������������������#�������� ����� ������������ �������������� �� ���� ������������������������������ ��� � ��6����������������� �������������������������� ������������������������$ ������

@����������� ���������������� �������� ����������������������1!!!!����� ����������������

�9������������������ ����������� �������$!���$ �

������������ ���� ���� ���

������������� ����������������� ����������

������ �������

�������������� ����� �

Electrolito demembranapolimérica (PEM)

Polímero orgánicosólido (ácidopoliperfluorosulfónico)

H2 → 2H+ + 2e-

½ O2 + 2H+ + 2e- → H2OH2 + ½ O2 → H2O

60-100 45-60%

Alcalina (AFC) Hidróxido de potasio(solución acuosainmersa en una matriz)

H2 + 2(OH)- → 2H2O + 2e-

½ O2 + H2O + 2e-→ 2(OH)-

H2 + ½ O2 → H2O

70-100 45-60%

Ácido fosfórico(PAFC)

Ácido fosfórico (líquidoinmerso en una matriz)

H2 → 2H+ + 2e-

½ O2 + 2H+ + 2e- → H2OH2 + ½ O2 → H2O

175-220 40-50%

Carbonato fundido(MCFC)

Carbonato de litio, sodioy/o potasio (líquidoinmerso en una matriz)

H2 + CO32- → H2O + CO2 + 2e-

½ O2 + CO2 + 2e-→ CO32-

H2 + ½ O2 + CO2→ H2O + CO2

600-1000 45-65%

Óxido sólido(SOFC)

Sólido óxido de Zirconiacon Itria

H2 + O2- → H2O + 2e-

½ O2 + 2e-→ O2-

H2 + ½ O2 → H2O

800-1000 50-65%(70%trabajandoconturbina)

��������

���� �������� �����

�� �������������� ����

���� ����������������������

Electrolito demembranapolimérica (PEM)

Hidrógeno puro yreformado

CO ⇒ η ↓ Generación envehículos, edificios ypequeñas aplicaciones

Alcalina (AFC) Hidrógeno puro yreformado

CO tolerado en bajaconcentración. CO2 notolerado

Militar, espacio ytransporte

Ácido fosfórico(PAFC)

Hidrógeno puro yreformado

CO, Sulfuro de hidrógenoη ↓ (posible fallo de PC)

Transporte pesado yusos eléctricos

Carbonato fundido(MCFC)

Hidrógeno, gas metano ynatural, CO

No hace falta reformar elcombustible

Generación eléctrica

Óxido sólido(SOFC)

Hidrógeno, gas metano ynatural, CO

No hace falta reformar elcombustible

Generación eléctricay transporte

Page 255: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�+��������� ����

'������� ������$ ���������� ��������������������� ������������� �������� �������� �������������' ��������������� ��������BDH�������������/*!�=3>7���' ��� ��������������������� ��������"��������������@��$ ����������� ��������� ���������������������������� ������������������������������� ����� ��������������� ������' ���� �� �����������)�������� ���������� ��������"���� ���� ��� ��� ����� �������������� ���������������� ������� ���������������� ������������� ������ ����������

����������������������� �������� ��������������� �������� ������������� � ���"��� �������� "��� ���� ����"�������������������������������������� ����������� ���� ��������������� ��������������"� ����������� ������������ ���������������������������� ���� ����������� ������ ���������� ���� ������������������������������������ ��������������������������������� �������������������������

6��������������������� �������������������� ��� ���������� ����� �������� ������������� ���������������������$��������������������������������������("�������������� �����

B������������ ����� �����( ����� ��"� �

����������� �������������������� ����������������������������������������� �������������������������������������������������� ��� ������������������������'���������� ���������� ����������������������������� ������� ����� ����������������$���������������� ��� ��"�������"�������������

��� �������"��� � ����������������� ���� ����������� �������������' ��� �������"��� � ��������������� ���� ��������������������-=D5D��6F5D0���������� ���������������� ��������������������������� ������������������������-.+E0������������������������������������� �����

F���������������� ����� ��������� ����$��� �������� ������������������ ��������������������������� ����������� �������'������� �����(�������� ������������������ ����@����������� ����������������/�7��������������������*!�7����������

F��������������� ���������������������� ����������������� ������������������������������������ �6��������������������������� ���-J�4:

�0�� � ��������������������������� ����������������

�������������� ����������� � ����������������������������������������������� �����(���������������������������

B��������������������)���������������������� ���� �������� ������������������������� �� ����� ����������� �������� ����������' �������� ��� ��� ������������������������������������������� ������������ ��������������'( ����������� ���� �������� � ���� ������ � �������������DF���DF

����������������� ���� ����������������������������DF��'( ����������� ����"�������� ������������������ �����DF����������������� ��������������BLFM�������������������F��������� ��� ������������������ ������

�� ������ � ���������������� ���������������"�������� ������������ ��� ��������� �������/! ����� ��' ��� ����������� ����� ���������� ����������������������������������������������� ������������������ ���������������������� ����� ���� �������"�����

Page 256: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�� ������� ��� �("����� ���� ��� ����� �� � ��� � �� ����� ������ ������ � �� ���� � ��� ������ ������������������������������ ���������������������� ��������������������DF

���B��������� ��� ������

������������(���$�����

�� ����-���&�����������.� ������� ��� ��

�������������������

����������

������� �������������

����� ���������

Coste elevado pero accesible Sistema muy complejo.Poco compacto.Reducción del CO en dos fases.

����������� ������

Sistema simple y compacto.Pureza de H2 muy alta.

Coste muy elevado.

������������

���� ���� �������� ���������� ��

����������������������

����

Alta concentración de H2.Alta eficiencia

Reacción endotérmica.Producción de CO y CO2.Arranque lento en frío

���������������

CompacidadArranque rápido. Transitorios cortos.Reacción exotérmica

Concentración insuficiente de H2 parala PC.Producción de CO y CO2.

������������ � �����

Alta concentración de H2.Arranque rápido y transitoriosaceptables.Reacción energéticamenteautosuficiente.

Producción de CO y CO2.

������������� �������

�������������� ��� ��

El gas rico en H2 no contiene CO niCO2.Sistema compacto, simple y barato.Consumo de energía muy bajo.No produce CO2 si no se quemacarbón sólido.

Temperaturas de trabajo elevadas(700-900ºC).Arranque lento.En fase inicial de desarrollo.

�� ����-���&����������������������*Q���������������G��

Page 257: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.
Page 258: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.
Page 259: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.
Page 260: Máquinas térmicas motoras - 1 - Fbermejo's Blog · PDF filePOLITEXT EDICIONS UPC Máquinas térmicas motoras - 1 Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed. Ismael Callejón Agramunt, ed.