Guia Completa de Màquines Tèrmiques i Motors de Combustió

Màquines Tèrmiques i Motors

Les màquines tèrmiques transformen l'energia mecànica en tèrmica o al revés.

Motor Tèrmic: Definició

És una màquina motriu que transforma l'energia tèrmica o la calor en energia mecànica.

Tipus de Combustió

• Combustió Externa: El combustible es crema fora de la maquinària i s'aprofita la calor per vaporitzar l'aigua. Els gasos, a través d'uns dispositius, realitzaran un treball motriu.
• Combustió Interna: El combustible es crema dins i els gasos produïts s'encarregaran de fer el treball motriu.

Classificació Segons el Moviment

• Màquines Alternatives: Incorporen un èmbol que té moviment rectilini alternatiu i un mecanisme de biela-manovella per transformar el moviment alternatiu en rotatiu.
• Màquines Rotatives: Produeixen directament el moviment de rotació.

Procés en la Màquina de Vapor

1. A la caldera es produeix vapor d'aigua.
2. El vapor d'aigua va cap al cilindre a alta pressió, conduït pel distribuïdor.
3. El distribuïdor distribueix el vapor en el cilindre i, a causa de la pressió, fa moure l'èmbol alternativament.

Motor Wankel

Es duen a terme 3 admissions, 3 compressions, 3 explosions i 3 escapaments simultàniament.

Motors de Cicle Otto (4 Temps)

Transformen el moviment rectilini alternatiu en un de rotació. Aquest cicle consta de quatre temps:

1. 1r Temps (Admissió): El pistó arriba al PMS (Punt Mort Superior). La vàlvula d'admissió s'obre a través de l'arbre de lleves, accionat per la cadena de la distribució. La depressió xucla l'aire de l'exterior i omple el cilindre. S'injecta gasolina mitjançant la injecció electrònica, que dosifica el combustible amb un microprocessador.
2. 2n Temps (Compressió): Comprimeix la mescla d'aire i combustible just abans d'arribar al PMS.
3. 3r Temps (Explosió): La bugia inflama la mescla i provoca l'explosió.
4. 4t Temps (Escapament): S'obre la vàlvula d'escapament i surten els gasos, pel moviment ascendent del pistó.

Tipus de Combustibles per a Motors

Combustibles Fòssils

• Gasolines: Molt inflamables i molt volàtils. El número 95 o 98 fa referència a l'índex d'octà, que mesura el poder antidetonant.
• Gas-oils (Dièsel): Són de composició similar a la gasolina, si bé són més densos i menys volàtils. Han d'estar molt ben filtrats perquè qualsevol impuresa podria fer malbé els injectors del motor dièsel.

Biocombustibles

S'obtenen a partir de transformacions de la biomassa.

• Biodièsels: A partir d'olis vegetals de procedències diferents, ja siguin purs o usats.
• Bioalcohols: A partir de la biomassa. Els més importants són: metanol i etanol.

Impacte Ambiental i Solucions

Pluja Àcida

Els òxids de nitrogen i sofre reaccionen químicament a l'atmosfera i es converteixen en àcids, que es mesclen amb el vapor d'aigua dels núvols.

Mesures per Disminuir els Efectes Nocius

• Millorar-ne el rendiment per consumir menys combustible.
• Millorar sistemes i mecanismes que redueixen l'emissió de contaminants.
• Desenvolupar alternatives i buscar nous sistemes que permetin obtenir motors que no contaminin i siguin duradors.
• Reduir l'ús de màquines tèrmiques mentre no es disposin de màquines més netes i eficients.