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




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fecha de publicación10.02.2016
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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.

* El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es 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.

*La turbina de gas.
*El motor rotatorio.

*De dos tiempos (2T): efectúan una carrera útil de trabajo en cada giro

*De cuatro tiempos (4T) " " " cada dos giros.


*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 estos términos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores sí.

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 inter enfriador para enfriar el aire ente las etapas de compresión, permitiendo quemar más combustible y generar más potencia. El factor limitante para la cantidad de combustible utilizado es la temperatura de los gases calientes creados por la combustión,


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.

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.


*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.

*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.


Motores de combustión interna

Turbina a Gas

*Menos piezas móviles

*Suavidad de marcha


*Menor velocidad de rotación

*Menores vibraciones




* Funcionamiento poli carburante

* Funcionamiento regular

* buena relación pmax/pme

*Emisiones de gases favorables sin equipamiento adicional.

Desarrollo

Ventajas

Desventajas

Motores de combustión interna

Turbina a gas


*Emisiones

*Costos de mantenimiento

*Consumo

*Sincronización

*Difícil estanqueidad


*Bajo rendimiento

*Bajas presiones de trabajo

*Requiere reductores caros.

*Coste de fabricación elevado

*Consumo de carburante elevado

*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.

*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.


*La eficiencia térmica de un ciclo Otto son la relación de compresión y la relación de capacidades térmicas específicas.

* 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

*Ultrasonido

*Análisis de aceite

*Termografías

*Estroboscopio

*Alineación de ejes

*Alineación de poleas

*Balanceo dinámico


*Vigilancia de parámetros

*Comprobación y seguimiento de alarmas y avisos

*Análisis del aceite de lubricación.

*Sustitución de pre filtros y filtros del aire de admisión al compresor de la turbina.

*Limpieza del compresor.

*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 renovables consumidas durante el funcionamiento de los MCI.

*Consumo de oxígeno que contiene el aire atmosférico.

*Emisión y contaminación de la atmósfera con gases tóxicos que perjudican al hombre, la flora y la fauna.

*Emisión de sustancias que provocan el llamado efecto invernadero contribuyendo a la elevación de la temperatura de nuestro planeta.

*Consumo de agua potable.

*Emisión de altos niveles de ruido a la atmósfera que disminuye el rendimiento de los trabajadores y ocasiona molestias en sentido general.


*Además de los requisitos de limitación sonora que se encuentran incluidos en las prescripciones de puesta en marcha de las centrales más recientes, se han realizado mejoras específicas de la contaminación acústica actuando, por ejemplo, sobre el nivel sonoro causado por la marcha de los ventiladores de tiro forzado o por componentes pasivos como las válvulas de purga o las válvulas limitadoras del combustible.

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.

También se producen efluentes líquidos con otros usos del agua, de forma intermitente. Son las operaciones de limpieza de caldera y pre calentadores.


Comparación

Situación

Maquinas de combustión interna

Turbina a Gas

*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.

Proponer una nueva tecnología de fabricación del eje basado en el análisis metalográfico.

Objetivo.

*Planificar ejecutar y dirigir los procesos tecnológicos relacionados con el mantenimiento reparación y recuperación de piezas de motores de combustión interna.

*Resolver los problemas relacionados con la modernización y fiabilidad de los sistemas de los motores de combustión interna.

*Realizar los respectivos estudios de análisis metalográficos a las fallas del MCI Kamaz


*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.

El resultado de las investigaciones en primer lugar una evaluación, donde la mejora del rendimiento del turbocompresor y elevación de la temperatura del gas de entrada a la turbina.

Actualmente la temperatura de entrada del gas en la turbina es superior en muchos casos a los 1000ºC.

*Ser abundante en la naturaleza y su extracción rentable.

*Tener un poder calorífico elevado por unidad de peso

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


Manual de la técnica del automóvil - BOSCH -(ISBN 3-934584-82-9). Sitio de internet: http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna

Bald, Jim (1998). Adelantos ergonómicos de la cabina del camión. Revista "Auto y Camión Internacional en Español. Volumen 75. Número 1. Enero-Febrero

 Fendt (1989).. Nuevas tecnologías para el medio ambiente. Noviembre. Sitio en internet: http://html.rincondelvago.com/motores-de-combustion-interna_1.html

Freudenberger(1998)., Bob. Entendiendo los sistemas de control electrónico del motor. Revista "Auto y Camión Internacional en Español. Volumen 75. Número 1. Enero-Febrero, Sitio en internet: http://auto.idoneos.com/index.php/Notas_Tecnicas/Tipos_de_motor

ISPJAE (1989)García, Roberto y Espinosa, Helio. El impacto del transporte automotor en el medio ambiente. Revista Ingeniería del Transporte. Volumen X, Número 1, Ciudad Habana. Sitio de internet: http://www.monografias.com/trabajos/turbinagas/turbinagas.shtml




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_TurbinaPW4048.gif



Figura 2

http://www.ecoloxistesasturies.org/Temas/Energia/CentralesGas/Turbina%20de%20gas.jpg

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