p1 Importancia de Ciclos de Potencia y Refrigeracion

7/22/2019 p1 Importancia de Ciclos de Potencia y Refrigeracion

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UNIDAD 1: INTRODUCCION, COMBUSTION Y

COMPRESION

Tema: Importancia de los ciclos de

potencia y ciclos de refrigeracin

Ing. Javier Oviedo Cornejo

Agosto 2013

TERMODINAMICAAPLICADA


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INGENIERIA E IDEALIZACION


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Trabajo Neto del ciclo


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Aumento de trabajo, potencia?

Modificaciones del ciclo

Aumento del rea encerrada en el ciclo

Crecimiento hacia la derecha, hacia arriba,hacia abajo, hacia la izquierda

Tomar en cuenta restricciones, limitaciones


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Ciclo de CARNOT Ciclo Ideal


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Realizacin del ciclo de CARNOT


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Limitaciones de orden prctico

(a) Las bombas deben operar en lo posible con una solafase. Es fcil imaginar las dificultades que encontrara eltransporte por bombas de un lquido con una suspensinde slidos. De manera anloga, es difcil construir unabomba que permita utilizar mezclas de lquido y vapor.

Por lo general las bombas operarn con lquidos. (b) Las turbinas de vapor deben operar con un mnimo de

humedad, pues las gotas de agua condensada producenuna erosin indeseada en los labes de las mismas. Pornorma general se desea que la calidad dentro de una

turbina nunca baje del 90%. (c) Los equipos de suministro y retiro de calor ms

sencillos de construir se, operan bajo condicionesisobricas. Otras condiciones (isotrmicas, isocricas, etc)presentan serias limitaciones tcnicas.


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Motores Trmicos


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Definicin ciclos de potencia

La generacin de potencia es un rea importante deaplicacin de la termodinmica. Los dispositivos ysistemas usados para producir una salida neta de trabajoson llamados motores y los ciclos termodinmicos en que

operan se denominan ciclos de potencia. En los ciclos de gas, el fluido de trabajo permanece en fase

gaseosa a travs de todo el ciclo, mientras que en los ciclosde vapor el fluido de trabajo est en fase de vapor en una

parte del ciclo y en fase lquida durante otra parte. Los sistemas de potencia de gas incluyen:

1. Motores de combustin interna

2. Turbinas de Gas


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Eficiencia del Ciclo - Sankey
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Heat_engine.png


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Ciclos de Motores de CombustinInterna C. Gas


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Ciclo Otto Ciclo Diesel


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Otros ciclos

El ciclo Stirling es un ciclo termodinmico del motorStirling que busca obtener el mximo rendimiento.Por ello, es semejante al ciclo de Sadi Carnot.

A diferencia de la mquina de Carnot, (la cual logra lamayor eficiencia terica) esta mquina estconstituida por dos isotermas, dos iscoras y unsistema de regeneracin entre las isocoras.

Existe tambin una mquina similar segn el ciclo

Ericsson, la cual consta de dos isotermas y dosisobaras. Tambin consta de un sistema deregeneracin entre las isobaras como en el cicloStirling.
http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Ericssonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Ericssonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Ericssonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Ericssonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Ericssonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_Ericssonhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_Carnothttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirlinghttp://es.wikipedia.org/wiki/Motor_Stirling


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Ciclo Stirling Ciclo Erickson


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Ejecuciones ciclos


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Ciclo de gas .Combustin Externa


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Ciclo de vapor-Combustin externa


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Ciclos de refrigeracin

La refrigeracines un proceso que consiste en bajaro mantener el nivel de calor de un cuerpo o unespacio. Considerando que realmente el fro noexiste y que debe hablarse de mayor o menor

cantidad de calor o, mejor dicho, de mayor o menornivel trmico (nivel que se mide con la temperatura),refrigerar es un proceso termodinmicoen el que seextrae calor del objeto considerado (reduciendo sunivel trmico), y se lleva a otro lugar capaz de

admitir esa energa trmica sin problemas o con muyreducidos problemas. Los fluidos utilizados para llevar la energa calorfica

de un espacio a otro, son llamados refrigerantes.
http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigerantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigerantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigerantehttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_termodin%C3%A1mico


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Los mtodos ms antiguos para enfriar son laevaporacin, como en el caso del botijo(proceso

adiabtico); o la utilizacin del hielo o la nievenaturales. Para la preparacin de refrescos oagua fra, se bajaba nieve de las montaascercanas (a menudo por las noches) que se

guardaba en pozos de nieve y, en las casas, enarmarios aislados, que por esa razn se llamabanneveras.

Tambin se aplic desde muy temprano el

mtodo de refrigeracin por agua sin cambio deestado, en procesos fabriles o incluso paraenfrar bebidas (ponindo los envases en un pozoo en el agua del ro).
http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Botijohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttp://es.wikipedia.org/wiki/Nievehttp://es.wikipedia.org/wiki/Nevero_artificialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nevero_artificialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nevero_artificialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nevero_artificialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nevero_artificialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nevero_artificialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nievehttp://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_adiab%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Botijohttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente


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En resumen, dependiendo de los fines, la refrigeracin puede hacerse de variosmodos:

Mediante un fluido que lleva el calor sin cambio de fase (por ejemplo, en un motortrmico, en el que emplean como refrigerantes aire o agua)

Aprovechando el calor de cambio de fase (calor latente) de un fluido, y estomediante dos sistemas distintos: Evaporando un fluido (normalmente agua) y disipando el vapor en el ambiente exterior

(desde el botijo hasta la refrigeracin de procesos fabriles, como la produccin deelectricidad)

Mediante la evaporacin de un fluido en un circuito cerrado y posterior condensacin, pormedio de una energa externa, para repetir el ciclo (sistemas de refrigeracin de espacios)

En este ltimo sistema se emplean como refrigerantes compuestos qumicos quepueden tener consecuencias en otros campos. Durante la dcada de los 90 casitodos los pases firmaron y consecuentemente ratificaron el Protocolo deMontrealy sus correcciones posteriores. Este acuerdo impone unos plazos detiempo estrictos para la desaparicin de los refrigerantes que atacan el ozono yrequiere el uso provisional hasta su sustitucin por refrigerantes que no daen elozono. Este cambio dio como resultado un aumento 3 a 4 veces mayor de la

variedad de refrigerantes de uso comn existentes y la necesidad de asegurarseque las tcnicas de la industria sean muy exigentes. Otros mtodos: comomediante una sustancia fra, antiguamente el hielo y hoy en da la criogenia, connitrgeno lquidoomezcla de sustancias, como sal comny hielo; mediante unpar termoelctricoque genera una diferencia de temperatura.

Por efecto magnetocalrico, posibilidad an en investigacin y sin aplicacincomercial, que consiste en utilizar el efecto magnetocalrico.[1]
http://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Montrealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Montrealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Montrealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Criogeniahttp://es.wikipedia.org/wiki/Criogeniahttp://es.wikipedia.org/wiki/Par_termoel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Par_termoel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sal_com%C3%BAnhttp://es.wikipedia.org/wiki/Par_termoel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_magnetocal%C3%B3ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_magnetocal%C3%B3ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_magnetocal%C3%B3ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_magnetocal%C3%B3ricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Par_termoel%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Sal_com%C3%BAnhttp://es.wikipedia.org/wiki/Nitr%C3%B3geno_l%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Criogeniahttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Montrealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Montrealhttp://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latente


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Aplicaciones

Las aplicaciones de la refrigeracin son entre muchas:

La climatizacinde espacios habitados, para alcanzar un grado de confort trmico adecuado para lahabitabilidad de un edificio.

La conservacin de alimentos, medicamentos u otros productos que se degraden conel calor. Como porejemplo la produccin de hielo o nieve, la mejor conservacin de rganos en medicinao el transporte dealimentos perecederos.

Los procesos industrialesque requieren reducir la temperatura de maquinarias o materiales para su correctodesarrollo. Algunos ejemplos son el mecanizado, la fabricacin de plsticos, la produccin de energa nuclear.

La criognesiso enfriamiento a muy bajas temperaturas empleada para licuar algunos gases o para algunasinvestigaciones cientficas.

Motores de combustin interna: en la zona de las paredes de los cilindros y en las culatas de los motores seproducen temperaturas muy altas que es necesario refrigerar mediante un circuito cerrado donde una bombaenva el lquido refrigerante a las galeras que hay en el bloque motor y la culata y de all pasa un radiador deenfriamiento y un depsito de compensacin. El lquido refrigerante que se utiliza es agua destilada con unosaditivos que rebajan sensiblemente el punto de congelacin para preservar al motor de sufrir averas cuando seproducen temperaturas bajo cero.

Mquinas-herramientas: las mquinas herramientas tambin llevan incorporado un circuito de refrigeracin ylubricacin para bombear el lquido refrigerante que utilizan que se llama taladrinao aceite de corte sobre elfilo de la herramienta para evitar un calentamiento excesivo que la pudiese deteriorar rpidamente,

Aparatos electrnicos: la mayora de los aparatos electrnicos requieren refrigeracin, que generalmenteconsiguen mediante un ventilador, que hace circular el aire del local donde se sitan, y otras vecessencillamente haciendo circular el aire por conve
http://es.wikipedia.org/wiki/Climatizaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9cnicas_de_conservaci%C3%B3n_de_los_alimentoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Medicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Medicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Procesos_industrialeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Criog%C3%A9nesishttp://es.wikipedia.org/wiki/Motores_de_combusti%C3%B3n_internahttp://es.wikipedia.org/wiki/Taladrinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Taladrinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Convecci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Taladrinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Motores_de_combusti%C3%B3n_internahttp://es.wikipedia.org/wiki/Criog%C3%A9nesishttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_nuclearhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizadohttp://es.wikipedia.org/wiki/Procesos_industrialeshttp://es.wikipedia.org/wiki/Medicinahttp://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9cnicas_de_conservaci%C3%B3n_de_los_alimentoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Climatizaci%C3%B3n


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Tipos de ciclos

El modo ms utilizado para el enfriamientoartificial de espacios cerrados, se consiguemediante los mtodos de compresiny deabsorcin. El mtodo por compresin es elms utilizado, puesto que el mtodo porabsorcin solo se suele utilizar cuando hay

una fuente de calor residual o barata, comoen la trigeneracin.
http://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_compresi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_absorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_absorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Trigeneraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Trigeneraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_absorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_absorci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeraci%C3%B3n_por_compresi%C3%B3n


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IMPORTANCIA DE LOS CICLOS DE

POTENCIA Y REFRIGERACION Por otro lado, el Protocolo de Kyoto hace

necesario un aumento del rigor en la

aplicacin y la investigacin de nuevastcnicas ya que la mayora de los sistemas derefrigeracin y de aire acondicionado usan

una considerable cantidad de energa y por lotanto contribuyen ya sea directa oindirectamente al calentamiento global
http://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Kioto_sobre_el_cambio_clim%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Kioto_sobre_el_cambio_clim%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Kioto_sobre_el_cambio_clim%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Kioto_sobre_el_cambio_clim%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Kioto_sobre_el_cambio_clim%C3%A1ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_Kioto_sobre_el_cambio_clim%C3%A1tico


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Razones

Satisfaccin de necesidades energticas delhombre. (Bsicas y comfort)

Consumo percpita mundial 17 a 18 veces loque se necesita para vivir.

Relacin con efecto invernadero,contaminacin, reduccin capa de ozono,

cambio climtico.


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CONCLUSIN

LA IMPORTANCIA RADICA EN QUE ES LAFORMA CIENTFICA, TECNOLGICA Y TECNICADE SATISFACER LA MAYOR PARTE DE LASNECESIDADES ENERGTICAS DEL HOMBRE

PERO DEBIDO A LOS PROBLEMAS QUE PUEDEACARREAR SE DEBE BUSCAR TENER CICLOSEFICACES , EFICIENTES Y LIMPIOS.

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