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            Fecha actual 04 Nov 2025 06:18 
            
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				 Jovellanos 
				Almirante Especialista 
				
					 Registrado: 29 Ago 2007 18:44 Mensajes: 3568 Ubicación: Contemplando la playa de San Lorenzo desde su casa de Cimadevilla
				 
				 
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				  Ciclos  
					
						Queridos amigos:
  Si han comenzado la lectura de los volcados de este Subforo, a través de este Tema de Ciclos, les recomiendo que antes (o de forma simultánea) alternen su lectura con los correspondientes al Tema Termodinámica y, antes de éste, al de Energía.
  En todo caso, les saludo agradecida y cordialmente por su paciencia y amabilidad en leer estos volcados. 
					
						 _________________ 2º Secretario General del Foro. Insignia en el navío: Resurrección R. O. del 27 de abril de 2008. "Todo lo hemos perdido, mi querido Lord:  Estado, honor, patria, existencia..." (De la carta de Gaspar Melchor de Jovellanos a Lord Holland, 2 de febrero de 1810).
					
  
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			| 15 Mar 2008 11:28 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
				Almirante Especialista 
				
					 Registrado: 29 Ago 2007 18:44 Mensajes: 3568 Ubicación: Contemplando la playa de San Lorenzo desde su casa de Cimadevilla
				 
				 
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				  Ciclo De Carnot De Vapor  
					
						EL CICLO DE CARNOT DE VAPORUna vez escogido el rango de temperaturas que ha de utilizarse en un determinado  ciclo de potencia y escogido, asimismo la  sustancia de trabajo (el  agua, por ejemplo), el siguiente paso deberá ser escoger el ciclo termodinámico y seleccionar el rquipo correspondiente. El candidato idóneo sería, en principio, el  Ciclo de Carnot, ya que posée  la máxima eficiencia térmica para un rango de temperaturas determinado. Adjunto: 01 carnot vapor.jpg En la figura, se muestra uno de estos ciclos, que  opera completamente en la región de líquido y vapor. El proceso  1 - 2 consiste en  añadir calor a la sustancia de trabajo. Se trata de un proceso  a presión y temperatura constante y puede muy bien efectuarse en  una caldera o generador de vapor. La sustancia de trabajo pasa de  líquido a estado de  vapor. El proceso  2 - 3 consiste en una  expansión del vapor generado en la caldera (en el cual  su presión se reduce)  sin intercambio de calor con los  alrededores ( adiabático) y  reversible (por lo que será, también a  entropía constante o isentrópico). El sistema  cede trabajo a los alrededores. Todo ello puede ser realizado por una  turbina bien diseñada. La sustancia es una  mezcla de líquido y vapor. El proceso  3 - 4 vuelve a ser como el primero:  A presión y temperatura constantes, en el cual  el sistema cede calor al foco frío, lo que se puede conseguir en un  condensador, o sea, un  intercambiador de calor que  extrae calor del sistema. La sustancia sigue siendo una  mezcla de líquido y vapor. El proceso  4 - 1 es una  compresión del fluído líquido - vapor, que deberá ser, al igual que el segundo,  isentrópico, para lo que el  compresor (máquina encargada de llevar a cabo el proceso)  consumirá casi todo el trabajo desarrollado en la turbina y su eficiencia será muy baja. Por lo demás,  no se está agregando calor a la temperatura más alta posible, ya que nuestro ciclo opera a una temperatura máxima que se encuentra  por debajo de la  temperatura crítica de la sustancia de trabajo (el agua). Esta temperatura es de  374,1º C, la cual está muy por debajo de la temperatura de operación permisible, que es de  565º C. Dadas estas dificultades, el  Ciclo de Carnot, en la práctica,  resulta inoperante.  
					
						
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						 _________________ 2º Secretario General del Foro. Insignia en el navío: Resurrección R. O. del 27 de abril de 2008. "Todo lo hemos perdido, mi querido Lord:  Estado, honor, patria, existencia..." (De la carta de Gaspar Melchor de Jovellanos a Lord Holland, 2 de febrero de 1810).
					
  
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			| 15 Mar 2008 11:34 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
				Almirante Especialista 
				
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				  Ciclo De Rankine  
					
						CICLO DE RANKINE SIMPLELos inconvenientes que presenta el  ciclo de Carnot de Vapor pueden ser eliminados,  reemplazando el proceso de calentamiento isotérmico reversible por uno reversible a presión constante. De este modo, se tiene un  Ciclo de Rankine, formado por los siguientes procesos: Calentamiento reversible a presión constante. Expansión adiabática reversible. Enfriamiento reversible a presión constante. Compresión adiabática reversible. Este ciclo  es la base para un sistema como el que suelen utilizar las centrales de generación termoeléctrica de vapor de agua.  Rankine Nació en Edimburgo. Tras cursar dos años Ingeniería Civil en la Universidad de las Americas, comienza a trabajar de asistente de su padre, también ingeniero, en la Edinburgh & Dalkeith Railway, hasta ser nombrado catedrático de ingeniería civil y mecánica de la Universidad de Glasgow el año 1855, cargo en el que permanecerá hasta su muerte el 24 de diciembre de 1872 Adjunto: 02 rankine simple.jpg En la figura, se muestra el diagrama  temperatura - entropía, conjuntamente con el equipo de máquinas y dispositivos que pueden servir para llevar a cabo los procesos que forman el ciclo considerado. Dado que el proceso de añadir calor a la sustancia de trabajo se efectúa  reversiblemente, el área bajo la curva formada por las trayectorias  1 - 2 - 3, en el diagrama  T - S, representa  la cantidad total de calor añadido al sistema. Suponiendo que este área sea igual al área bajo la línea horizontal  6 - 7, se puede escribir Tm2 (S7 - S6) = QentTm1 (S4 - S5) = Qsalsiendo  Tm2 y  Tm1, respectivamente, las  temperaturas medias efectivas de la  adición de calor y de la  sustracción de calor. La  eficiencia térmica del ciclo es, como se sabe, (Qent - Qsal) / QentSustituyendo por los valores arriba indicados y, teniendo en cuenta que S7  = S4 y  S6 = S5, la eficiencia térmica será ( Tm2 - Tm1)  / Tm2que representa la  eficiencia térmica de un ciclo de Carnot que trabajase  entre las temperaturas consideradas. Lógicamente, la eficiencia térmica de un ciclo de Carnot, tal como el que ya hemos visto, vale (T2 - T1) / T2Pero  T1 es la misma que  Tm1, mientras que  Tm2 es menor que  T2, con lo que  el Ciclo de Rankine resulta ser de menor eficiencia térmica que un Ciclo de Carnot que trabaje entre los mismos límites de temperatura. ¿Qué debemos hacer para corregir este desajuste?.  A la vista de la expresión de la eficiencia térmica del  Ciclo de Rankine, para incrementarla, partiendo de la temperatura  Tm1,  debemos aumentar la temperatura media efectiva de la adición de calor,  Tm2. Todas las versiones modificadas de este  Ciclo Simple de Rankine (que veremos a continuación) tendrán el objetivo de lograr este resultado.  
					
						
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			| 15 Mar 2008 11:43 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
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				  Ciclo De RanKine Con Sobrecalentamiento  
					
						CICLO DE RANKINE CON SOBRECALENTAMIENTOAparte las desventajas relativas a la  menor eficiencia térmica del  Ciclo Simple de Rankine, respecto del  de Carnot, existe un problema añadido de carácter práctico y es que  el vapor que sale de la turbina contiene un cuarenta por ciento, aproximadamente, de agua en estado líquido. La experiencia enseña que un porcentaje de agua, en el seno del vapor que descarga la  turbina,  puede ocasionar un elevado grado de erosión en los álabes de la misma, lo que  acortará de forma sensible la vida útil de la turbina. Adjunto: 03 rankine sobrecalentamiento.jpg Al objeto de evitar -también- este indeseable efecto,  se modifica el Ciclo Simple de Rankine,  intercalando un sobrecalentador aguas abajo de la caldera e inmediatamente antes de la turbina, de tal manera que, además,  se conseguirá una temperatura media de calentamiento más elevada, sin incrementar la presión máxima del ciclo.  Aún habiendo  “pagado el precio” que supone el añadir un dispositivo más a nuestro equipo (el  sobrecalentador), la práctica demuestra que  el contenido de humedad descargado por la turbina es de un veinticinco por ciento, valor que resulta –todavía-  muy grande, comparado con el diez por ciento recomendable. Se pueden seguir manteniendo las ventajas de eficiencia térmica conseguidas, trabajando en una región más seca del diagrama, si empleamos el recalentamiento.  
					
						
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			| 15 Mar 2008 11:58 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
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				  Ciclo De Rankine Con Recalentamiento  
					
						CICLO DE RANKINE CON RECALENTAMIENTOEn esta modificación del  Ciclo de Rankine, primero, se expande el vapor en la  turbina hasta una  presión intermedia y se calienta, de forma  constante,  a esta presión, en el  recalentador. Posteriormente, se expande hasta la presión ( inferior)  final de descarga. Se puede considerar a la  turbina como de  dos pasos: Uno,  de alta presión y, otro,  de baja presión. Adjunto: 04 rankine recalentamiento.jpg El  calentamiento del vapor se realiza en tres lugares: La  caldera (proceso  1 - 3). El  sobrecalentador (proceso  3 - 4). El  recalentador (proceso  5 - 6). El  trabajo se realiza en dos lugares: La  turbina de alta presión (proceso  4 - 5). La  turbina de baja presión (proceso  6 - 7). Se sustrae  calor en el  condensador (proceso  7 - 8) y se efectúa  trabajo, sobre el fluído, en la  bomba (proceso  8 - 1). Con esta variante,  el grado de humedad del fluído de trabajo, a la salida de la turbina resulta aceptable.  
					
						
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			| 18 Mar 2008 08:42 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
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				  Ciclo De Rankine Con Recuperación  
					
						CICLO DE RANKINE CON RECUPERACIONEl empleo de  sobrecalentamiento y el uso de  recalentamiento constituyen dos métodos mediante los cuales se puede  incrementar la  temperatura media efectiva de calentamiento al aumentar la cantidad de calor añadida a altas temperaturas. Sin embargo,  el mismo efecto se puede lograr si se  disminuye la cantidad de calor que se añade  a temperaturas demasiado bajas. Si se analiza de nuevo el diagrama del  Ciclo Simple de Rankine, se puede observar que la  temperatura media de calentamiento a lo largo de la trayectoria  1 - 2 es muy baja. Si la  cantidad de calor necesaria durante este proceso  se provée internamente, en vez de externamente, la  eficiencia térmica del ciclo  se acercará a la eficiencia térmica del Ciclo de Carnot. Esto se puede lograr mediante un  ciclo de recuperación, en el que  el agua de alimentación se precalienta utilizando el vapor expandido. En la figura, se muestra un ciclo, con recuperación  ideal. Adjunto: 05 rankine recuperacion.jpg Si se pudiera expandir el vapor  reversiblemente, de tal manera que el  área bajo la trayectoria 3 - 4 fuese, de manera exacta,  igual al  área bajo la trayectoria 1 - 2,  se tendría todo el calor añadido desde el exterior a la temperatura T2 y todo el calor sustraído, a la temperatura T1. Quiere decirse, pues, que la  eficiencia térmica de un  Ciclo de Rankine con Recuperación Ideal es  la misma que la de un  Ciclo de Carnot que trabaje  entre los mismos límites de temperatura. Para llevar a cabo un  ciclo con recuperación ideal, se necesitarían un número  infinito de  cambiadores de calor, conocidos con el nombre de  calentadores de agua de alimentación, para precalentar el fluído condensado con vapor extraído de la  turbina. Esto último no es posible físicamente y, además, un análisis termodinámico nos indicaría que  la ganancia en eficiencia térmica que resulta de agregar un calentador disminuye con el aumento del número de calentadores. Como resultado, se llega a un punto donde  cualquier aumento adicional en el número de calentadores no resulta económicamente justificable, dado que  el coste de capital aumenta con el número de calentadores empleado. En la práctica,  seis o siete calentadores es el número máximo utilizado y sólo en centrales de gran capacidad.  
					
						
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			| 18 Mar 2008 08:51 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
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				  Ciclos De Potencia De Gas  
					
						Las  máquinas térmicas que utilizan un  gas como  sustancia de trabajo se pueden clasificar como  máquinas de combustión interna y  máquinas de combustión externa. En éste último tipo,  el calor se suministra mediante una fuente externa y se sustrae de la  sustancia de trabajo hacia un  sumidero, también  externo al sistema. Además, la  sustancia de trabajo se hace regresar periódicamente a su  estado inicial. De esta manera, una  máquina de combustión externa, como una planta termoeléctrica que utilice una  turbina de gas operando en un circuito cerrado y que tome el calor de un  reactor nuclear se dice que trabaja en un  ciclo termodinámico. El calentamiento en una  máquina de combustión interna se lleva a cabo  mediante una reacción química entre un combustible y el aire, encerrados en un recinto ( cilindro o cámara de combustión). En este tipo de máquinas, la  sustancia de trabajo sufre un  cambio químico permanente y  no se le puede hacer regresar a su estado inicial: Las  máquinas de combustión interna, si bien trabajan  conforme a un ciclo mecánico,  no operan en un ciclo termodinámico. Además de lo dicho, existen otros factores como la  fricción, la  aceleración y las  pérdidas de calor, que  hacen prácticamente imposible un análisis preciso de cualquier máquina de combustión interna, bajo el prisma de los criterios utilizados hasta ahora: En su momento, haremos (si ustedes no se cansan de leer estos temas) un análisis eminentemente práctico. De todas formas, usaremos un  ciclo termodinámico para describir, de modo aproximado, la operación  real de una  máquina de combustión interna y, aunque los resultados obtenidos no son muy correctos, nos ayudarán a comprender el efecto de variables del sistema tales como la  relación de compresión, la  eficiencia térmica del ciclo considerado y el tamaño relativo de la máquina. CICLO DE CARNOT CON GASEn el diagrama  T - S se muestra un  Ciclo de Carnot con gas, que opera en un determinado rango de temperaturas. Adjunto: 06 carnot gas.jpg Una manera de llevar a cabo los procesos de este ciclo sería mediante dispositivos que trabajen en estado permanente con flujo también permanente, tal como se indica a continuación: El proceso de  expansión isentrópica 2 – 3 y el proceso de  compresión isentrópica 4 – 1 se pueden llevar a cabo, de forma bastante aproximada, mediante una  turbina y un  compresor, respectivamente. El proceso de  expansión isotérmica 1 – 2, así como el proceso de  compresión isotérmica 3 – 4 son  difíciles de llevar a cabo con arreglo al modelo. El ciclo considerado es también posible realizarlo, a través de una serie de procesos como la que se muestra seguidamente, mediante una  máquina alternativa ( pistón – cilindro). Adjunto: 07 ciclo de carnot alternativo.jpg La  eficiencia del  Ciclo de Carnot viene dada (según sabemos) por la expresión 1 – TL / TH = 1 – T4/ T1.O sea,  cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas, tanto  mayor será la eficiencia térmica. Llevado este razonamiento a los procesos de la  máquina de Carnot alternativa,  cuanto mayor sea la diferencia de presiones (posiciones extremas del pistón) o  relación de compresión tanto  mayor será la eficiencia térmica del ciclo considerado. Ello, conduciría, necesariamente a operar con  presiones muy elevadas, así como a  desplazamientos grandes del pistón, dentro del cilindro. Es decir, la alta eficiencia del Ciclo de Carnot  exigiría maquinaria muy voluminosa y costosa. Debido a estas dificultades y, al  igual que sucede con el Ciclo de Carnot para Vapor (aunque por otras causas)  el ciclo práctico no es posible de realizar.  
					
						
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						 _________________ 2º Secretario General del Foro. Insignia en el navío: Resurrección R. O. del 27 de abril de 2008. "Todo lo hemos perdido, mi querido Lord:  Estado, honor, patria, existencia..." (De la carta de Gaspar Melchor de Jovellanos a Lord Holland, 2 de febrero de 1810).
					
  
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			| 18 Mar 2008 09:03 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
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				  Ciclo De Otto  
					
						CICLO DE OTTOEs el empleado para aproximar el funcionamiento de un  motor de combustión interna de encendido provocado ( MEP) o de gasolina. Nikolaus August Otto (Holzhausen, 14 de junio de 1832 - Colonia, 28 de enero de 1891), ingeniero alemán, co-inventor del motor de combustión interna. Se trasladó a Francia, donde se interesó por las máquinas de gas del ingeniero e inventor francés  Etienne Lenoir. Inició su carrera profesional como comerciante, aunque pronto la abandonó para dedicarse a la fabricación de máquinas motrices de combustión interna. A pesar de no tener una formación técnica sólida, Otto fabricó su primera máquina en 1861. En 1864 fundó una empresa junto con el industrial alemán Eugen Langen. Cinco años más tarde, Otto abrió otra fábrica en Deutz, cerca de Colonia. Realizó notables estudios sobre el motor de gas y en 1876 llevó a la práctica la construcción del motor de combustión interna de cuatro tiempos. De este modo creó una máquina motriz estática a partir de la cual desarrollaría el motor Otto. Éste se hizo famoso en todo el mundo como máquina para el accionamiento de vehículos, trenes, barcos y aviones. Este motor sirvió de base para la invención del motor diésel. El  Ciclo de Otto se muestra en los diagramas  T - S y  P - V de la figura. Está constituido por los siguientes procesos reversibles: Calentamiento a volumen constante 1 – 2. Expansión isentrópica 2 – 3. Enfriamiento a volumen constante 3 – 4. Compresión isentrópica 4 – 1. La  eficiencia del  Ciclo de Otto (como sucede con el  Ciclo de Carnot para gas)  crece al aumentar la relación de compresión, aunque en la práctica  no se puede aumentar ésta por encima de cierto valor si no se quiere que tenga lugar el fenómeno de la  detonación. El  Ciclo de Otto pose  eficiencia térmica elevada aunque, en los motores  reales la  presión y  temperatura máximas obtenidas  son mucho más bajas que en el  Ciclo teórico. La explicación descansa en el hecho de que  el proceso de combustión es muy diferente del proceso ideal de calentamiento a volumen constante.  
					
						
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			| 18 Mar 2008 09:12 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
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				  Ciclo De Diesel  
					
						CICLO DE DIESELEs el empleado para aproximar el funcionamiento de un  motor de combustión interna de encendido por compresión ( MEC). Los motores de automóvil que funcionan con gasóleo son un ejemplo. Rudolf Christian Karl Diesel (París, 18 de marzo de 1858 – Canal de la Mancha, 29 de septiembre de 1913) fue un ingeniero alemán inventor del motor de combustión de alto rendimiento que lleva su nombre, el motor diésel. Motor aplicable a la locomoción, presentado en la feria internacional de París como el primer motor que usa aceite mineral como combustible y posteriormente llamado "motor de combustión", posteriormente tomaría el nombre de su inventor. Hijo de inmigrantes bávaros, nació en París. En 1870 la familia tuvo que abandonar Francia al estallar la guerra franco-prusiana, y Rudolf fue enviado a Augsburgo. Discípulo del inventor de la nevera Carl von Linde a partir de 1875 en Múnich. Regresó a París como representante de la empresa de máquinas frigoríficas de su maestro. Entre 1893 y 1897 construyó en MAN (perteneciente al grupo Krupp) el primer motor del mundo que quemaba aceite vegetal (aceite de palma) en condiciones de trabajo. El Instituto de Ingenieros Mecánicos le concedió la Orden del Mérito por sus investigaciones y desarrollos sobre los motores con aceite de cacahuete, posteriormente usaron petróleo por ser más barato. El ciclo considerado se muestra en los diagramas  T - S y  P - V de la figura. Está constituido por los siguientes procesos reversibles: Calentamiento a presión constante 1 – 2. Expansión isentrópica 2 – 3. Enfriamiento a volumen constante 3 – 4. Compresión isentrópica 4 – 1. La  eficiencia térmica de este ciclo, al igual que su homólogo (el de  Otto) y su modelo ideal (el de  Carnot)  crece al aumentar la relación de compresión (o de  presiones máxima y mínima, que se corresponde con la de  volúmenes mínimo y máximo)  dentro de la cámara formada por el pistón y las paredes del cilindro. Al mismo tiempo, en el caso concreto de un  Ciclo Diesel, existe un indicador adicional: la  relación de volúmenes en los puntos 1 y 2 (momentos entre los cuales tiene lugar la  inyección de combustible). A esta relación se la conoce con el nombre de  relación de fin de la inyección y la  eficiencia térmica del  Ciclo de Diesel aumenta  cuando disminuye la relación de fin de la inyección. Los motores que trabajan con  Ciclos Diesel suelen tener  eficiencias similares a los motores que trabajan con  Ciclos Otto,  aunque aquéllos tengan relaciones de compresión mayores, ya que la  relación de fin de la inyección opera en contra de la  eficiencia térmica en los motores  diesel, debido a que  siempre es mayor que la unidad.  
					
						
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			| 18 Mar 2008 09:20 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
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				  Ciclo Dual  
					
						CICLO DUALLa combustión de un motor real  nunca se lleva a cabo completamente a volumen constante ni a presión constante. Por este motivo, se ha desarrollado un ciclo conocido con el nombre de  Ciclo Dual o De Presión Limitada, al objeto de  aproximar mejor las condiciones reales de los motores de  combustión interna. Se muestra en los diagramas  T - S y  P - V de la figura y resulta de combinar los procesos que constituyen los  Ciclos de Otto y de  Diesel. La característica distintiva que aporta este ciclo es que el  calentamiento se efectúa en dos etapas: Primero,  a volumen constante, en el proceso  1 – 2 y, después, a  presión constante, en el proceso  2 – 3. Ciertos investigadores han demostrado que, para el rango útil de relaciones combustible – aire, las  mejores eficiencias térmicas que se pueden conseguir en un  motor diesel real alcanzan entre el  setenta y cuatro por ciento y el  ochenta y cinco por ciento de la  eficiencia térmica del  Ciclo Dual.  
					
						
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			| 18 Mar 2008 09:24 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
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				  Ciclo De Stirling  
					
						CICLO DE STIRLINGUna posible  alternativa para el  motor de combustión interna es el de  combustión externa, conocido como  motor Stirling. Robert Stirling: Religioso e ingeniero inglés, nacido en Cloag (Escocia) el 25 de octubre de 1790 y muerto en 1878, al que se atribuye la invención del  motor de aire caliente, conocido también como  motor Stirling. El ciclo básico para este motor es el  Ciclo de Stirling, mostrado en los diagramas  T – S y  P – V de la figura. Este ciclo se compone de  dos procesos isotérmicos y  dos procesos a volumen constante. Mediante el empleo de un  recuperador reversible (un dispositivo que  almacena energía) es posible (teóricamente) recuperar, en el proceso de  calentamiento a volumen constante (proceso  4 – 1 )  todo el calor cedido durante el proceso de enfriamiento a temperatura constante (proceso  2 – 3). De esta manera,  todo el calor recibido por la sustancia de trabajo a expensas de la  fuente externa es a la temperatura  TH y  todo el calor sustraído de la sustancia por el  foco frío es a la temperatura  TL. Esto significa que  la eficiencia térmica del Ciclo de Stirling con recuperación perfecta es igual a la eficiencia de un Ciclo de Carnot, que trabaje en el mismo rango de temperaturas.Si bien,  no se ha logrado construir una máquina que trabaje de acuerdo con un Ciclo de Carnot, el  Ciclo de Stirling se ha podido aproximar, mediante un sistema mecánico compacto que opera con una relación de presiones razonable.  
					
						
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						 _________________ 2º Secretario General del Foro. Insignia en el navío: Resurrección R. O. del 27 de abril de 2008. "Todo lo hemos perdido, mi querido Lord:  Estado, honor, patria, existencia..." (De la carta de Gaspar Melchor de Jovellanos a Lord Holland, 2 de febrero de 1810).
					
  
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			| 18 Mar 2008 09:29 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
				Almirante Especialista 
				
					 Registrado: 29 Ago 2007 18:44 Mensajes: 3568 Ubicación: Contemplando la playa de San Lorenzo desde su casa de Cimadevilla
				 
				 
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				  Ciclo De Brayton  
					
						CICLO DE BRAYTONEste ciclo  constituye el fundamento (al igual que el  Ciclo de Rankine, para  máquinas de vapor)  para las plantas generadoras (o motrices)  que funcionan con turbinas de gas. El ciclo se muestra en los diagramas  T – S y  P –V  de la figura. Los procesos integrantes del ciclo son: Dos procesos  reversibles a presión constante y Dos procesos  isentrópicos. A la vista de los diagramas, puede apreciarse que el  trabajo neto del ciclo es función únicamente de las presiones, o, mejor dicho, de la  relación de presiones o relación de compresión. Por lo demás, se demuestra que dicha relación, a su vez, es función del  rango de temperaturas máxima y mínima del ciclo, o sea,  T2 y  T4. En la práctica,  T2 se encuentra limitada por la temperatura soportable por los materiales constituyentes de las máquinas y dispositivos empleados (unos  900º C).  La otra temperatura,  T4, queda limitada por la  temperatura de la atmósfera. Se han desarrollado dos tipos de plantas generadoras que utilizan  turbinas de gas, basándose en el  Ciclo de Brayton: Las que trabajan según un  ciclo cerrado y las que operan a través de un  ciclo abiertoAdjunto: 15 planta turbina gas ciclo cerrado.jpg En el primer caso, se toma calor de una  fuente externa y se rechaza hacia un  sumidero también externo. Este tipo es el utilizado por los sistemas que emplean un  reactor nuclear. El esquema correspondiente al  ciclo abierto se muestra en la figura siguiente Adjunto: 16 planta turbina gas ciclo abierto.jpg En este caso, la energía proviene de un combustible que se inyecta en la cámara de combustión. Este es el tipo utilizado por una central de generación termoeléctrica (no nuclear). De cualquier manera, aún suponiendo un  compresor y una turbina reversibles,  una parte sustancial del trabajo entregado por la turbina se gasta en hacer funcionar el compresor. Esto quiere decir que  la eficiencia de toda la instalación depende enormemente de las deficiencias del compresor y la turbina, sobre todo, las  irreversibilidades que, irremediablemente conllevan la  compresión y la expansión en una instalación real.  
					
						
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			| 18 Mar 2008 09:38 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
				Almirante Especialista 
				
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				  Ciclo De Brayton Con Recuperación  
					
						CICLO DE BRAYTON CON RECUPERACIONSe puede mejorar la eficiencia del ciclo sencillo para una  turbina de gas,  calentando el aire que sale del compresor, con el gas de escape de la turbina, mediante un  cambiador de calor llamado  recuperador. En un caso ideal, el  calor absorbido por el aire que sale del [i]compresor es idéntico al calor que ceden los gases de escape de la  turbina[/i]. Adjunto: 17 brayton recuperacion perfecta.jpg Deben matizarse dos aspectos, relacionados con esta variante del  Ciclo de Brayton: El  Recuperador, en la práctica resulta  costoso, voluminoso y pesado. En términos prácticos, asimismo,  no es posible obtener una recuperación perfecta, lo que se traduce en que  la temperatura del aire que entra a la cámara de combustión es menor que la temperatura de los gases de escape de la turbina. En la figura siguiente se muestra el esquema correspondiente al  Ciclo de Brayton con recuperación parcial.Adjunto: 18 brayton recuperacion parcial.jpg Para poder aproximar los datos obtenidos en la realidad con el caso ideal de recuperación, se suele introducir un  coeficiente de efectividad del recuperador, definido (para calores específicos constantes) como (T7 – T1) / (T3 – T1).Si no se cumple esta última condición (la de  calores específicos constantes) en el ciclo considerado, el coeficiente deberá ser definido en base a las  entalpías del ciclo: (h7– h1) / (h3 – h1).  
					
						
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			| 18 Mar 2008 09:45 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
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				  Planta De Generación Combinada  
					
						PLANTA DE GENERACION COMBINADAHasta el momento, queridos amigos, hemos analizado sistemas e instalaciones que emplean  solamente una sustancia de trabajo. Existen sistemas en los que se utilizan  dos tipos de sustancias de trabajo, operando ( sin mezclarse) en una combinación de  dos sistemas que  comparten uno de los focos de calor: Lo que para uno es el  foco frío, para el otro es el  foco caliente. Adjunto: 19 cogeneracion.jpg A la vista del esquema, se entiende de inmediato que la  eficiencia térmicadel  sistema A ( eA) vale eA = WnetoA / QentLa  eficiencia térmica del  sistema B será eB = WnetoB / QentB = WnetoB / QsalAAsí: WnetoA = eA · QentWnetoB = eB · QsalALa eficiencia térmica del sistema combinado es ecomb = (WnetoA + WnetoB)  / Qent = (eA · Qent + eb · QsalA)  / QentPero  QsalA = Qent – WnetoA. De esta manera ecomb = eA + eB · (1 – eA) Se puede tener una eficiencia térmica del  55% si  eB = 40% y  eA = 25%. Un ejemplo, sería una  central termoeléctrica de vapor de agua con gas. A la combinación de sistemas empleados en este tipo de instalaciones se le denomina  Cogeneración.  
					
						
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			| 18 Mar 2008 09:57 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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				 Jovellanos 
				Almirante Especialista 
				
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				  Re: Ciclos  
					
						Muy estimados (y pacientes) compañeros y amigos:
  Me da la impresión que, con lo visto hasta ahora, tenemos más que suficiente para poder acometer una ojeada a las máquinas que constituyen las plantas motrices utilizadas como propulsión a bordo de los buques que han sido, son y (probablemente) serán.
  Por tanto, desde aquí, pasaremos a otro Tema, que denominaremos Máquinas Térmicas.
  Un cordial y agradecido saludo. 
					
						 _________________ 2º Secretario General del Foro. Insignia en el navío: Resurrección R. O. del 27 de abril de 2008. "Todo lo hemos perdido, mi querido Lord:  Estado, honor, patria, existencia..." (De la carta de Gaspar Melchor de Jovellanos a Lord Holland, 2 de febrero de 1810).
					
  
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			| 18 Mar 2008 10:09 | 
			
				
					 
					
					 
				  
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