REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA UNEFA
Tutor: Betzi Terán
INTEGRANTES: JUAN SUAREZ POLANGELO SAMUEL RAFAEL TORRES JANCER PEÑA SECCIÓN: 7T1IE BARQUISIMETO, JUNIO DEL 2010
Resumen En resumen de la relación que existe entre los elementos que son la maquina de combustión interna y una turbina de gas es que ambos elementos están en cada parte de un sistema de generación de potencia, donde su comparación esta en que ambas contienen sus referencia donde un motor de combustión interna esta compuesta por una cámara combustión, un sistema de distribución, un sistema de arranque y un sistema de alimentación. Donde estos motores se pueden representar de 2 tiempos y de 4 tiempos, en referencia a una turbina de gas es una maquina donde esta se representa por un compresor, una cámara de combustión y una turbina. Las turbinas de gas operan en base en el principio del ciclo Braytondonde el rendimiento aumenta con la relación de presión donde es importante tener en cuenta que la temperatura de los gases de salida de la turbina es exactamente igual a la temperatura de los gases que salen del compresor. En comparación de ambas generaciones de potencia donde por cada parte existen sus desventajas y sus ventajas donde el motor de combustión interna esta es de menor peso pero tiene costo de mantenimiento, por parte de la turbina de gas este contiene de funcionamiento poli carburante pero trabaja con bajo rendimiento. La turbina a gas a pesar de que se generaliza como ciclo termodinámico, en realidad el fluido de trabajo no cumple un ciclo completo en las turbinas de gas ya que este finaliza con una composición, el motor de combustión interna estos Son los motores comúnmente utilizados en aspecto importantes empleándose en los automóviles, motos y ciclomotores, camiones y demás vehículos terrestres.
Introducción
Este trabajotiene como contenido el aspecto de la relación entre motores de combustión interna y turbina a gas donde como aprendizajeobtenemosel semblante significativo de los procesos de combustión que liberan energía, casi siempre en forma de calor. La forma más común de aprovechar esta energía es el motor de combustión interna que es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, donde por otra parte de una turbina a gas que es un ciclo de potencia de gas que tiene como función transformar energía que se encuentra en forma de calor a potencia para realizar un trabajo. Donde en esta parte se demuestra el funcionamiento entre estos sistemas de generación de potencia, cabe resaltar que es importante saber los aspectos que estos elementos pueden aportar, Es importante conocer profundamente el funcionamiento y los conceptos que rigen los principios de las turbinas de gas y de los motores de combustión interna donde se muestra el tipo de mantenimiento que estos presenta, donde los motores de combustión interna que mayor contaminación del medio ambiente provocan son los motores a gasolina a pesar de ser menos visible sus emisiones a la atmósfera. Donde la turbina a gas que trabaja en las centrales termoeléctricas produce un impacto ambiental donde esta produce una contaminación sonora. Este trabajo se evaluó a tener la comparación entre los elementos antes mencionados.
Desarrollo Definición
Motores de combustión interna
Turbina a Gas
*Es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la máquina en si misma, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor .
*Es una turbo máquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas a gas son turbo máquinas térmicas. Comúnmente se habla de las turbinas a gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus características de diseño son diferentes, y, cuando en * El motor de explosión ciclo Otto, cuyo estos términos se habla de gases, no nombre proviene del técnico alemán se espera un posible cambio de fase, que lo inventó, Nikolaus August Otto, es en cambio cuando se habla de vapores sí. el motor convencional de gasolina. * El motor diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo.
Las turbinas de gas son usadas en los ciclos de potencia como el ciclo Brayton y en algunos ciclos de refrigeración .
Las turbinas de gas con altas presiones de trabajo pueden utilizar un *El motor rotatorio. inter enfriador para enfriar el aire ente las etapas de compresión, permitiendo *De dos tiempos (2T): efectúan una quemar más combustible y generar carrera útil de trabajo en cada giro más potencia. El factor limitante para *De cuatro tiempos (4T) " " " cada dos la cantidad de combustible utilizado es la temperatura de los gases calientes giros. creados por la combustión, *La turbina de gas.
Desarrollo Funcionamiento
Motores de combustión interna
Turbina a Gas
*Un motor de combustión interna es básicamente una máquina que mezcla oxígeno con combustible gasificado. Una vez mezclados íntimamente y confinados en un espacio denominado cámara de combustión, los gases son encendidos para quemarse (combustión). Debido a su diseño, el motor, utiliza el calor generado por la combustión, como energía para producir el movimiento giratorio que conocemos.
*Una turbina de gas simple está compuesta de tres secciones principales: un compresor, un quemador y una turbina de potencia. Las turbinas de gas operan en base en el principio del ciclo Brayton, en donde aire comprimido es mezclado con combustible y quemado bajo condiciones de presión constante. El gas caliente producido por la combustión se le permite expandirse a través de la turbina y hacerla girar para llevar a cabo trabajo. En una turbina de gas con una eficiencia del 33%, aproximadamente 2/3 del trabajo producido se usa comprimiendo el aire. El otro 1/3 está disponible para generar electricidad, impulsar un dispositivo mecánico.
Funcionamiento del motor de 4 tiempos. 1er tiempo: Se abre la válvula de admisión, el pistón baja y el cilindro se llena de aire mezclado con combustible. 2do tiempo:Se cierra la válvula de admisión, el pistón sube y comprime la mezcla de aire/gasolina. 3er tiempo: Se enciende la mezcla comprimida y el calor generado por la combustión expande los gases que ejercen presión sobre el pistón. 4to tiempo:. Se abre la válvula de escape, el pistón se desplaza hacia el punto muerto superior, expulsando los gases quemados.
*Turbina:Se denomina turbina al motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas *Compresor:
Los compresores son mecanismos para comprimir los gases y los líquidos.
Desarrollo Ventajas
Motores de combustión interna
Turbina a Gas
*Menos piezas móviles
* Funcionamiento poli carburante
*Suavidad de marcha
* Funcionamiento regular
*Menor velocidad de rotación
* buena relación pmax/pme
*Menores vibraciones *Emisiones de gases favorables sin equipamiento adicional.
Desventajas
Motores de combustión interna
Turbina a gas *Bajo rendimiento
*Emisiones
*Bajas presiones de trabajo
*Costos de mantenimiento
*Requiere reductores caros.
*Consumo
*Coste de fabricación elevado
*Sincronización
*Consumo de carburante elevado
*Difícil estanqueidad
*Se adapta mal a las potencias bajas *Ruidoso por la velocidad de los gases *Regímenes a menudo demasiado elevado
Desarrollo Eficiencia Térmica
Motores de combustión interna
Turbina a gas
* Los motores de combustión interna a gasolina son derrochadores, su eficiencia térmica es bastante pobre. Alrededor de 30% de la energía calórica que disponen, la transforman en movimiento y la otra parte la disipan (pérdida), hacia la atmósfera. Su popularidad se basa en la agilidad de aceleración que presentan, a diferencia de otros tipos como el diesel, que arrojan mejor eficiencia térmica pero son más lentos.
*La eficiencia térmica de un ciclo Otto son la relación de compresión y la relación de capacidades térmicas específicas.
*Variadas son las razones por la cual un motor puede cambiar su eficiencia térmica. Como ejemplo podemos mencionar un motor que está siendo refrigerado en exceso. Es decir, su sistema de refrigeración no es el apropiado ya que retira mayor calor que el adecuado.
* El valor de la eficiencia térmica aumenta al aumentar la relación de compresión, desde el punto de vista practico esta limitado por la ocurrencia de la pre ignición cuando la relación se eleva por encima de 10, para los hidrocarburos comunes la eficiencia térmica aumenta al incrementar el cociente de las capacidades térmicas específicas. , Para tener en cuenta que las capacidades térmicas específicas son variables la eficiencia se debe determinar mediante la relación.
Comparación Mantenimiento
Motores de combustión interna
Turbina a Gas
*Análisis de vibración
*Vigilancia de parámetros
*Ultrasonido
*Comprobación y seguimiento de alarmas y avisos
*Análisis de aceite *Termografías
*Análisis del aceite de lubricación.
*Alineación de ejes
*Sustitución de pre filtros y filtros del aire de admisión al compresor de la turbina.
*Alineación de poleas
*Limpieza del compresor.
*Estroboscopio
*Balanceo dinámico
*Calibración de la instrumentación (presiones, temperaturas y caudales, fundamentalmente) *Comprobaciones del sistema contraincendios
Desarrollo Impacto ambiental
Motores de combustión interna
Turbina a Gas
*Agotamiento de materias primas no * Además de los requisitos de limitación renovables consumidas durante el sonora que se encuentran incluidos en funcionamiento de los MCI. las prescripciones de puesta en marcha de las centrales más recientes, se han *Consumo de oxígeno que contiene el realizado mejoras específicas de la contaminación acústica actuando, por aire atmosférico. ejemplo, sobre el nivel sonoro causado *Emisión y contaminación de la por la marcha de los ventiladores de tiro atmósfera con gases tóxicos que forzado o por componentes pasivos perjudican al hombre, la flora y la como las válvulas de purga o las válvulas limitadoras del combustible. fauna.
*Consumo de agua potable.
La aplicación de las mejoras no se ha hecho de manera generalizada, sino que cada central ha realizado modificaciones de mayor a menor extensión, dependiendo de sus condiciones específicas.
*Emisión de altos niveles de ruido a la atmósfera que disminuye el rendimiento de los trabajadores y ocasiona molestias en sentido general.
También se producen efluentes líquidos con otros usos del agua, de forma intermitente. Son las operaciones de limpieza de caldera y pre calentadores.
*Emisión de sustancias que provocan el llamado efecto invernadero contribuyendo a la elevación de la temperatura de nuestro planeta.
Comparación Situación
Maquinas de combustión interna *Desgaste excesivo de los dientes del
eje transmisor del motor de Combustión interna. Kamaz que va acoplado desde El árbol cigüeñal al hidroventilador. Problema.
Planificar ejecutar y dirigir los procesos tecnológicos relacionados con el mantenimiento reparación y recuperación de los MCI. No existe un criterio definido sobre la tecnología utilizar, falta experiencias para la reparación. Objeto.
Turbina a Gas *Con este nombre se designa un motor
que ha experimentado un proceso espectacular donde el aire entra de la atmosfera al turbocompresor el cual es accionado por la misma turbina el aire comprimido en el turbocompresor entra a la cámara de combustión de donde se inyecta y quema combustible elevándose la temperatura del aire a presión aproximadamente constante. Pero en ellos la potencia en el eje de la turbina es igual a la potencia de accionamiento del turbocompresor mas la potencia propulsiva.
Proponer una nueva tecnología de El resultado de las investigaciones en fabricación del eje basado en el primer lugar una evaluación, donde la análisis metalográfico. mejora del rendimiento del turbocompresor y elevación de la Objetivo. temperatura del gas de entrada a la *Planificar ejecutar y dirigir los procesos tecnológicos relacionados turbina. con el mantenimiento reparación y Actualmente la temperatura de entrada recuperación de piezas de motores de del gas en la turbina es superior en combustión interna. muchos casos a los 1000ºC. *Resolver los problemas relacionados con la modernización y fiabilidad de *Ser abundante en la naturaleza y su los sistemas de los motores de extracción rentable. combustión interna. *Tener un poder calorífico elevado por *Realizar los respectivos estudios de unidad de peso análisis metalográficos a las fallas del MCI Kamaz
Conclusión
Como conclusión de este contenido se explico la relación que existe entre los elementos que lo son los motores de combustión interna y la turbina a gas donde se tiene como referencia la importancia del funcionamiento de ambos elementos donde la turbina de gas real, difiere principalmente del ciclo ideal a causa de las irreversibilidades en el compresor y en la turbina y debido al descenso de presión en los pasos de flujo y en la cámara de combustión, donde el motor de combustión interna esta consta de menos vibraciones y es de menor peso. Donde Las turbinas de gas son usadas en los ciclos de potencia como el ciclo Brayton y en algunos ciclos de refrigeración. Donde el ciclo Bryton tiene como función transformar energía que se encuentra en forma de calor a potencia para realizar un trabajo. En estas comparacionesse valora el impacto ambiental del motor de combustión interna como principal fuente energética de los agregados agrícolas, dado por los niveles de emisión de sustancias tóxicas, de los "gases de invernadero" y de ruido durante su funcionamiento. Se ofrecen los métodos de reducción de la toxicidad y el ruido.
Referencias-Bibliográficas
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Anexos
Motores a combustión interna
Figura 1
http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/fotosmecanica/daimler.jg
Figura 2 http://blog.educastur.es/rosanatecno/files/2009/03/motor02.gif
Turbina a gas
Figura 1 http://www.cie.unam.mx/~ojs/pub/Termodinamica/2_5_4_1_Tur binaPW4048.gif
Figura 2 http://www.ecoloxistesasturies.org/Temas/Energia/CentralesGas/Tur bina%20de%20gas.jpg
