Fundamentos de la Conversión Energética: Máquinas, Combustibles y Ciclos Termodinámicos
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Máquinas: utilizan energía que convierten en un trabajo útil
Combustibles fósiles:
carbón, petróleo, gas natural ... Se pueden quemar y se puede aprovechar la energía calorífica que desprenden.
Combustibles nucleares:
materiales radiactivos como el uranio y el plutonio, permiten llevar a cabo reacciones de fisión, de las cuales se producen energía eléctrica.
Fuentes de energía renovables:
son las más inmediatas y las primeras en ser usadas históricamente en máquinas como molinos.
Rueda hidráulica:
utiliza la energía de las corrientes de agua mediante un sistema de palas. Hay diferentes utilidades: se puede moler el trigo para hacer harina.
Ruedas: corriente abajo: son las más sencillas. Tienen la parte inferior sumergida. La fuerza de la corriente del agua es la que mueve la rueda.
Corriente medio:
cuando la corriente no es suficientemente grande, se usa esta rueda, en la que la corriente llega a la rueda por la parte intermedia.
Corriente alto: son movidas por una corriente de agua que les llega por la parte superior
Motor de explosión:
produce una reacción química dentro de un pequeño cilindro que libere una gran cantidad de energía en forma de gas que se expande. Esta reacción se llama de explosión y se realiza mezclando un combustible fósil con el oxígeno del aire provocando una chispa dentro del cilindro.
Según el tipo de ciclo que realice el émbolo:
De dos tiempos: el émbolo sólo realiza una ida y vuelta para cada ciclo del motor. (motocicletas de poca potencia)
De cuatro tiempos: el émbolo realiza dos idas y vueltas por cada ciclinas completo del motor. (coches, camiones)
Según el tipo de combustible usado, clasificamos los motores en:
Motor de ciclo de Otto: es el motor de gasolina
Motor de ciclo diésel: usa el gasóleo como combustible
Ciclo de Otto de 4 tiempos:
el funcionamiento de este ciclo se basa en cuatro fases: admisión, compresión, explosión y escape, que se van repitiendo para generar el movimiento.
Ciclo diésel:
se basa en las mismas 4 fases, pero a diferencia del anterior estos motores no necesitan chispa para que tenga lugar la explosión.
Cilindrada
Volumen útil total del / los cilindro / sy está directamente relacionada con la potencia. A mayor cilindrada, mayor potencia. Para calcular la cilindrada de un motor nos tendremos que fijar en el volumen del cilindro útil, el espacio dentro del cual se produce la explosión.
Para calcular el volumen de un cilindro necesitamos conocer la longitud útil, llamada carrera (L) y el diámetro del cilindro (D). El volumen será:
Un motor eléctrico está formado por un electrimant fijo llamado estatoe y un imán móvil o rotor. El estátor es el que recibe la corriente eléctrica, genera un campo magnético que mueve el rotor en un sentido y tiene tendencia a detenerse cuando llega al equilibrio.