Máquinas Térmicas Motoras

Autor: Jesus Andres Alvarez Florez

ISBN: 9701510275

Editorial: Alfaomega, Grupo Editor

Edición: 1

Páginas: 532

Formato: 25x18

Cant. tomos: 1

Año: 2005

Idioma: España

Origen: México

Disponibilidad.: No Disponible

Gs 387.750
Esta es una obra que reúne, en un solo libro, los conocimientos más modernos de las diferentes máquinas térmicas motoras existentes; estudiantes y profesionales de la ingeniería encontrarán un panorama completo de las distintas tipologías de motores térmicos que se emplean en la actualidad.

ESTA OBRA:

* Explica la importancia de los ciclos termodinámicos en el panorama de las transferencias de energía, que son la base del aprovechamiento de las fuentes energéticas disponibles en la actualidad.

* Desarrolla las distintas concepciones de máquinas térmicas motoras: las endotérmicas volumétricas, como los motores alternativos de combustión interna y el motor Wankel; las endotérmicas de flujo continuo, como los motores de autopropulsión y las turbinas de gas, y las máquinas exotérmicas de flujo continuo, como son las instalaciones de turbina de vapor, y las exotérmicas volumétricas, como el motor Stirling.

* Explica el concepto de cogeneración y trata las pilas de combustible como alternativa a los motores térmicos actuales en el empleo de combustibles fósiles.

* Cada fórmula, ecuación y teorema expuesto es explicado y desarrollado paso a paso.

* Profusamente ilustrada con numerosas fotografías, gráficas, esquemas y tablas.
1 Transferencia de energía
1.1 Introducción
1.2 Análisis de la transformación de energía
1.2.1 Tipos de acumulador
1.2.2 Tipos de flujo de energía
1.2.3 Proceso de transformación
1.3 Fuentes de energía
1.3.1 Energía solar
1.3.2 Energía nuclear
1.3.3 Interacción gravitatoria
1.3.4 Energía geotérmica
1.4 Transformadores de acumulador a flujo de energía (A/F)
1.4.1 Transformación de energía térmica a calor
1.4.2 Transformación de energía química a calor
1.4.3 Transformación de energía nuclear a calor
1.4.4 Transformación de energía química a trabajo eléctrico
1.4.5 Transformación de energía dinámica a trabajo mecánico
1.5 Transformadores de flujo
1.5.1 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por máquina rotativa
1.5.2 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por piezoelectricidad
1.5.3 Transformación de radiación a calor
1.5.4 Transformación de radiación a trabajo eléctrico
1.5.5 Transformación de calor a trabajo eléctrico
1.5.6 Transformación de calor a trabajo mecánico
1.6 El motor térmico. Integración de transformadores A/F y F/F
1.6.1 Motores endotérmicos frente a motores exotérmicos
1.6.2 Motores térmicos para generación con cogeneración
1.6.3 Motores térmicos para tracción con y sin eje de salida

2 Ciclos termodinámicos
2.1 Introducción
2.2 Análisis y caracterización de un ciclo termodinámico de trabajo
2.2.1 Procesos de evolución
2.2.2 Diagramas P/V y T/S
2.2.3 Presión media teórica
2.3 Ciclos de referencia
2.3.1 Ciclo de Carnot
2.3.2 Ciclo de Lenoir
2.3.3 Ciclo Otto
2.3.4 Ciclo Diesel
2.3.5 Ciclo mixto de Sabathé
2.3.6 Ciclo Atkinson
2.3.7 Ciclo Brayton
2.3.8 Ciclo Ericsson
2.3.9 Ciclo Stirling
2.4 Caracterización del ciclo teórico asociado a un mecanismo. Modelización numérica

3 El motor alternativo de combustión interna
3.1 Introducción
3.2 Principios de funcionamiento
3.2.1 Concepción de la fase cerrada
3.2.2 Concepción de la fase abierta
3.2.3 Tipología de refrigeración
3.2.4 Arquitecturas policilíndricas
3.3 Parámetros característicos
3.3.1 Parámetros dimensionales
3.3.2 Relaciones entre parámetros dimensionales
3.3.3 Parámetros termodinámicos
3.3.4 Características operativas del motor
3.4 Fase Cerrada
3.4.1 La combustión en los MEP
3.4.2 Aportación de combustible en los MEP
3.4.3 Sistema de encendido en los MEP
3.4.4 La combustión de los MEC
3.4.5 Aportación de combustible de los MEC
3.4.6 Comparación entre los MEP y los MEC
3.5 Fase Abierta
3.5.1 Renovación de la carga en motores de 4 tiempos
3.5.2 Sobrealimentación
3.5.3 Renovación de la carga en motores de 2 tiempos
3.5.4 Comparación entre motores de 4 y 2 tiempos
3.6 Sistemas auxiliares
3.6.1 Sistema de refrigeración
3.6.2 Sistema de lubricación
3.7 Prestaciones
3.7.1 Curvas características
3.7.2 Regulación del par motor
3.8. Emisiones contaminantes
3.8.1 Generación de contaminantes
3.8.2 Sistemas de reducción de contaminantes
3.9 Combustibles para motores alternativos

4 El motor Wankel
4.1 Introducción
4.2 Principios de funcionamiento
4.3 Geometría del motor
4.3.1 Descripción del estátor
4.3.2 Descripción del rotor
4.3.3 Cilindrada
4.3.4 Relación de compresión
4.3.5 Velocidad tangencial y aceleración del rotor
4.4 Elementos del motor
4.4.1 Rotor
4.4.2 Estátor
4.4.3 Engranajes de transmisión
4.4.4 Mecanismo de sellado
4.5 Procesos y sistemas
4.5.1 Características de la combustión
4.5.2 Equilibrado del rotor
4.5.3 Refrigeración del estátor
4.5.4 Refrigeración del rotor
4.5.5 Sistema de distribución
4.5.6 Sistema de lubricación
4.5.7 Encendido doble
4.5.8 Inyección de gasolina

5 Motores de autopropulsión
5.1 Introducción
5.2 Principios de funcionamiento
5.2.1 Propulsión a reacción
5.2.2 Ecuación fundamental de la astronáutica
5.3 Cámara de combustión
5.3.1 Concepción de la combustión
5.3.2 Sistema de refrigeración
5.3.3 Estudio termodinámico de la cámara
5.4 Tobera
5.4.1 Perfil de la tobera
5.4.2 Tipos de toberas
5.4.3 Caracterización termodinámica de la tobera
5.5 Motor químico
5.5.1 Motor químico de combustible sólido
5.5.2 Motor químico de combustible líquido
5.5.3 Comparación entre propelentes sólidos y líquidos
5.5.4 Motor químico híbrido
5.6 Propulsión nuclear
5.7 Propulsión eléctrica
5.7.1 Motores eléctricos
5.7.2 Cohetes con sistema de aceleración eléctrico
5.8 El efecto Pogo

6 Turbina de gas
6.1 Introducción
6.2 Tipos de turbinas de gas
6.2.1 Tipo de ciclo termodinámico
6.2.2 Aportación de energía al ciclo
6.2.3 Disposiciones mecánicas
6.3 Ciclos para la obtención de potencia en una turbina de gas
6.3.1 Ciclo de Brayton
6.3.2 Ciclo de Brayton regenerativo
6.3.3 Ciclo con recalentamiento
6.3.4 Ciclo con enfriamiento intermedio en la compresión
6.4 Compresor
6.4.1 Compresor centrífugo
6.4.2 Compresor axial
6.5 Cámara de combustión
6.5.1 Tipologías de cámaras de combustión
6.5.2 Estabilidad de llama en la cámara de combustión
6.5.3 Intensidad de la combustión
6.5.4 Aportación de combustible
6.5.5 Sistemas de ignición
6.5.6 Arranque de la turbina de gas
6.6 Turbina
6.6.1 Turbinas de flujo radial
6.6.2 Turbinas de flujo axial
6.7 Turbinas de gas para la propulsión de aviones
6.7.1 El turborreactor
6.7.2 El turboventilador
6.7.3 El turbohélice o turboeje
6.7.4 Influencia de la velocidad del avión
6.7.5 Inversores de empuje
6.7.6 Contaminación acústica
6.8 Regulación de la potencia
6.8.1 Unidades de un solo eje reguladas por la temperatura, a velocidad constante
6.8.2 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad, a temperatura constante
6.8.3 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad y la temperatura
6.8.4 Regulación de unidades de dos ejes o eje partido

7 Instalación de turbinas de vapor
7.1 Introducción
7.2 Ciclos para la obtención de potencia en una instalación de turbinas de vapor
7.2.1 Propiedades del vapor
7.2.2 Ciclo de Rankine ideal
7.2.3 Ciclo de Rankine real, rendimiento isoentrópico
7.2.4 Ciclo de Rankine con sobrecalentamiento
7.2.5 Ciclo de Rankine con recalentamiento intermedio
7.2.6 Ciclo de Rankine con regeneración
7.2.7 Ciclo de Rankine supercrítico
7.3 Turbinas de vapor
7.3.1 Descripción
7.3.2 Tipologías de turbinas de vapor
7.3.3 Principio de funcionamiento
7.3.4 Materiales
7.4. Calderas
7.4.1 Descripción
7.4.2 Tipologías de calderas
7.4.3 Combustibles para calderas de vapor
7.5 Condensador y bomba de presión

8 Motor Stirling
8.1 Introducción
8.2 Funcionamiento del motor Stirling
8.3 Ciclos termodinámicos ideales
8.3.1 Importancia de la evolución isotérmica respecto a la adiabática
8.3.2 Ciclo de Rallis
8.3.3 Ciclo Stirling
8.3.4 Ciclo Ericsson
8.3.5 Ciclo mixto Stirling-Rallis
8.4 Análisis comparativo entre ciclos
8.4.1 Análisis de la relación de compresión
8.4.2 Análisis del salto térmico
8.4.3 Correlación entre variables
8.5 Influencias del mecanismo en el ciclo termodinámico
8.6 Regenerador
8.6.1 Análisis de la regeneración
8.6.2 Regenerador único
8.6.3 Regeneradores en serie
8.7 Elementos mecánicos
8.7.1 Tipologías de motores
8.7.2 Tipologías de arquitecturas
8.7.3 Acoplamiento de los émbolos y extracción de potencia
8.7.4 Elementos de estanqueidad y lubricación
8.7.5 Características de los elementos mecánicos
8.8 Elementos térmicos
8.8.1 Calentadores
8.8.2 Refrigeradores
8.9 Fluidos de trabajo
8.9.1 Fluidos de trabajo gaseosos
8.9.2 Fluidos de trabajo líquidos
8.9.3 Fluidos de trabajo con cambio de fase
8.9.4 Fluidos de trabajo químicamente reactivos
8.10 Características de funcionamiento
8.10.1 Curvas características
8.10.2 Contaminación y ruido
8.11 Sistemas de control
8.11.1 Variación de la temperatura
8.11.2 Variación de la presión media del fluido de trabajo
8.11.3 Variación de la amplitud de la presión
8.11.4 Variación del ángulo de fase
8.11.5 Variación de la carrera

9 Cogeneración
9.1 Introducción
9.2 Tipologías de cogeneración
9.2.1 Cogeneración con turbinas de gas
9.2.2 Cogeneración con turbinas de vapor
9.2.3 Cogeneración con motores alternativos de combustión interna
9.2.4 Cogeneración mediante ciclos combinados
9.2.5 Otras tecnologías de cogeneración
9.2.6 Campos de aplicación
9.3 Caracterización y evaluación de instalaciones de cogeneración
9.3.1 Rendimientos
9.3.2 Coeficientes para caracterizar las instalaciones de cogeneración
9.3.3 Ahorro de combustible
9.4 Instalaciones de generación de potencia mediante ciclos combinados
9.4.1 Caracterización del ciclo combinado
9.4.2 Análisis termodinámico
9.5 Aspectos económicos de la cogeneración
9.5.1 Asignación de costes
9.5.2 Ahorro económico
9.5.3 Estudios de viabilidad
9.6 Evaluación de las distintas posibilidades de cogeneración en un caso real
9.6.1 Características de la instalación sin cogeneración
9.6.2 Aspectos previos a considerar
9.6.3 Alternativa 1: Ciclo combinado con turbina de vapor
9.6.4 Alternativa 2: Ciclo combinado con turbina de vapor y turbina de gas
9.6.5 Alternativa 3: Ciclo combinado con turbina de gas
9.6.6 Alternativa 4: Ciclo combinado con turbina de gas y turbina de vapor y generación de frío
por absorción (trigeneración)
9.6.7 Comparación de las diferentes alternativas

10 Pilas de combustible
10.1 Introducción
10.2 Principios de funcionamiento
10.2.1 Electrodos
10.2.2 Membrana-Electrolito
10.2.3 Capa de apoyo
10.3 Prestaciones
10.3.1 Cálculo de prestaciones ideales
10.3.2 Cálculo de las pérdidas
10.3.3 Variables en el comportamiento de una pila de combustible
10.3.4 Rendimiento
10.4 Tipos de pilas de combustibles
10.4.1 Pilas alcalinas (AFC)
10.4.2 Pilas de membrana polimérica (PEM)
10.4.3 Pilas de ácido fosfórico (PAFC)
10.4.4 Pilas de carbonato fundido (MCFC)
10.4.5 Pilas de óxido sólido (SOFC)
10.4.6 Comparación de los tipos de pilas de combustible
10.5 Combustibles

Bibliografía
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