Motor tèrmic: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
Contingut canviat per «thumb|'''Diagrama d'una [[màquina tèrmica''' motriu, on s'explica la diferència de temperatures entre el focus calent i el focus fred, les...». |
m Revertides les edicions de 2.139.191.38 (discussió) a l'última versió de 81.203.106.139 |
||
Línia 1:
[[Fitxer:HeatEngine.svg|thumb|'''Diagrama d'una [[màquina tèrmica]]''' motriu, on s'explica la diferència de temperatures entre el focus calent i el focus fred, les calors d'entrada i d'eixida, i el treball resultant W.]]
Un '''motor tèrmic''' és una [[màquina tèrmica]] motriu, és a dir, una màquina tèrmica de motor, o un motor de tipus tèrmic. En definitiva, és una mica de motor i de temperatura, en la qual l'energia del fluid que travessa la màquina disminueix, obtenint energia mecànica. Transforma [[energia tèrmica]] en [[treball mecànic]] per mitjà de l'aprofitament del gradient de [[temperatura]] entre una font de calor (focus calent) i un embornal de calor (focus fred). La calor es transfereix de la font a l'embornal i, durant aquest procés, una mica de la calor es converteix en treball per mitjà de l'aprofitament de les propietats d'un fluid de treball, normalment un gas o un líquid.
== Postulats de la termodinàmica ==
{{AP|Termodinàmica}}
# Qualsevol que sigui el procediment emprat per convertir la calor en treball o viceversa, hi ha una relació constant entre el treball desenvolupat i la calor consumit, sempre que l'estat final del sistema sigui igual a l'inicial. L'equivalent mecànic de la calor és 427 Kgm/kcal o en el sistema de normes internacionals ISO 4184 joule/1000 cal (cal = calories), sent un joule igual a 1 N xm ò Newton x metre (Newton en majúscula per ser un nom propi ).
# Una màquina tèrmica només pot fer treball si absorbeix calor d'una font a temperatura superior i el cedeix en part a un altre a temperatura inferior. És a dir, la calor no pot transferir d'un cos més fred a un altre de més calent.
# [[Motor coet]]{{traduir imatge}}▼
== Principi bàsic de funcionament ==
En un motor tèrmic es produeixen una sèrie de transformacions que condueixen a un estat inicial (és a dir, té un cicle tancat). En el transcurs d'aquestes transformacions, el motor rep energia tèrmica en forma de calor i retorna energia mecànica en forma de treball.
=== Eficiència dels motors tèrmics ===
L'eficiència de diversos motors tèrmics proposats o usats avui en dia oscil·la entre el 3% (97% de calor desaprofitat) per als sistemes de conversió d'energia tèrmica de l'oceà, el 25% per a la major part dels motors d'automòbils, el 35 % per a una planta generadora de carbó supercrític, i el 60% per a una [[turbina de gas]] de [[cicle combinat]] amb refredament de vapor. Tots aquests processos obtenen la seva eficiència (o la perden) a causa de la depressió de la temperatura a través d'ells. Per exemple, els sistemes de conversió d'energia tèrmica de l'oceà fan servir una diferència de temperatura entre l'aigua sobre la superfície i l'aigua en les profunditats de l'oceà, és a dir, una diferència de potser 25 graus Celsius, de manera que l'eficiència ha de ser baixa. Les turbines de cicle combinat utilitzen cremadors de [[gas natural]] per escalfar aire fins a prop de 1.530 graus Celsius, és a dir, una diferència de fins a 1.500 graus, de manera que l'eficiència pot ser més gran quan s'afegeix el cicle de refredament de vapor.
== Classificació dels motors tèrmics ==
Per a la classificació dels motors tèrmics, a més dels criteris ja esmentats en el cas de [[màquina de fluid|màquines de fluid]], es tenen en consideració dos aspectes addicionals:
* Si el fluid és condensador (aigua) o no condensador (aire).
* Si el procés és de combustió externa o interna.
=== Motors de combustió interna ===
A les màquines de combustió interna, els gasos de la combustió són els que circulen per la pròpia màquina. En aquest cas, la màquina serà necessàriament de cicle obert, i el fluid motor serà l'aire (no condensada) emprat com comburent en la combustió.
{|Border = "2" cellspacing = "2" cellpadding = "2" width = "70%" align = "center"
! Motors de combustió interna
|}
{|Border = "2" cellspacing = "2" cellpadding = "2" width = "70%" align = "center"
|----
|Rowspan = "2"|Rotatiu||Turbomàquines
|[[Turbina de gas]] de cicle obert
|----
|Volumètric||[[Motor Wankel]], [[Quasiturbina]]
|-----
|Rowspan = "2"|[[Motor alternatiu|Alternatiu]]||Encesa per compressió||[[Motor dièsel]]
|----
|Encesa provocat||[[Motor d'explosió]] ([[Cicle Otto|Otto]], [[cicle Miller|Miller]], [[motor de mescla pobra|de mescla pobra]], de [[Cicle Atkinson]])
|----
|Rowspan = "3"|Reacció||Motor coet
|[[Coet espacial]] de propulsante líquid/sòlid
|----
|Aerorreactores sense compressor
|[[Estatorreactor]] <br/> [[Pulsorreactor]]
|----
|Aerorreactores amb compressor
|[[Turboreactor]] <br/> [[Turbofán]] <br/> [[turbohèlice]]
|----
|}
==== Motors de combustió externa ====
Si la combustió és externa, la calor de la combustió es transfereix al fluid a través d'una paret, per exemple en un [[intercanviador de calor]]. Aquest tipus de màquines no exigeix un procés de combustió, com succeeix a les instal·lacions nuclears, si bé és el procediment usual. Atès que el fluid motor no pateix degradació alguna, aquestes màquines poden ser de cicle tancat, al que actualment es tendeix per raons econòmiques.
{|Border = "2" cellspacing = "2" cellpadding = "2" width = "70%" align = "center"
! Motors de combustió externa
|}
{|Border = "2" cellspacing = "2" cellpadding = "2" width = "70%" align = "center"
|----
|Rowspan = "2"|Fluid <br/> condensables
|[[Turbomàquines]]
|[[Turbina de vapor]] cicle obert o tancat
|----
|Alternatiu
|[[Màquina de vapor]] cicle obert o tancat
|----
|Rowspan = "2"|Fluid no <br/> condensables
|Turbomàquines
|[[Turbina de gas]] de cicle tancat
|----
|Alternatiu||[[Motor Stirling]]
|----
|}
::: {{mida|85%| NOTA: Els motors volumètrics rotatius i de reacció no han estat desenvolupats. }}
== Vegeu també ==
* [[Motor]]
* [[Motor de combustió externa]]
* [[Motor de combustió interna]]
* [[Motor adiabàtic]]
* [[Motor de buit]]
* [[Motor a reacció]]
* [[Motor coet]]
{{ORDENA:Motor Termic}} <!--ORDENA generat per bot-->
| |||
