Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

260
POLITEXT 134 Máquinas térmicas motoras - 1

description

Maquinas Termicas Motoras

Transcript of Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

Page 1: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

POLITEXT 134

Máquinas térmicas motoras - 1

Page 2: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

POLITEXT

EDICIONS UPC

Máquinas térmicas motoras - 1

Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed.Ismael Callejón Agramunt, ed.Sergi Forns FarrúsPere Roca CarlesDavid Balsells GrandeJuan Casanova Rossell

Tomás Navarro OdriozolaCarles Forcadell FreixaAngelita González FontalAntoni Márquez LuqueFrancisco J. Pérez Llopis

Page 3: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

La presente obra fue galardonada en el octavo concurso"Ajut a l'elaboració de material docent" convocado por la UPC.

Colaboradores:Mònica Álvarez, Francesc Batalla, Gabriela Benveniste, Òscar Bonet, Xavier Carrera, Juan Manuel Castro, Òscar Civit, Jordi Escura, Irene Espada,Xavier Flores, David González, Ricard Ibáñez, Andreu Iglesias, Luis Isidro,Josep Antón Jiménez, Oscar Jiménez, Francisco Liesa, Ana Mª Marimón, Salvador Miret, Eduard Moreno, Josep Mª Piguillem, Julio Pérez, Lluc Puig, Eloi Robert, Joan Rovira, Bartolomé Salom, David Sánchez, Álvaro Serrano,Xavier Soldevila, Agustí Vilella, Joaquin Villa, Jordi Yubero

Primera edición: septiembre de 2002

Diseño de la cubierta: Manuel Andreu

© Los autores, 2002

© Edicions UPC, 2002Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, SLJordi Girona Salgado 31, 08034 BarcelonaTel.: 934 016 883 Fax: 934 015 885Edicions Virtuals: www.edicionsupc.esE-mail: [email protected]

Producción: Copistería Miracle, SLRector Ubach 6-10, 08021 Barcelona

Depósito legal: B-27729-2002ISBN: 84-8301-644-3ISBN Obra completa: 84-8301-646-X

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las san-ciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o pro-cedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares deella mediante alquiler o préstamo públicos.

Page 4: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������� �

�������

������������������� ��������� ������������������������������� ������ ���������������������������

�������� ������� �������������� ���������� ��� ��������!��������������� � "��#�$�� � ��������

"������������������#���� % ����������&������� ��'��(�����#������)������ )������� ��*����� ������

��� ����+

��������������������,--.$��/������ �&��������)��(�������� ��������������������� ��0������������

������������������������1��������� ����� ��)�����#������0��#������� $���� ��&��$�����2�������������$

������������� ����������)���� �� �������������������������2��������������������1��������������

� �������������!������ ���+

*������� �����������������������������)����� ���� ������2��������3������������� ����������������

2����������������!������������� �3�������� ������������1�����$� ���� ��������&�� ��������!������� ����

�������������$����2���������� $����������������������������������� ���+

������������������ ������������������2����������������$��� ������ ���$������ ���������)�������������

��������� �������&����������������� ����������������!��������������)����� ���������������� ���

�������� ����������������2�� ������������������������� �����+

����������������� ������ ����$������������������������$���� ����������� ��������������� �������

������������� �������������� ��������� ��� ���������� ����� ���)����� ������$������� ��������

��������� ��������3&������1�������������$�&�������������������������������� � ������������)�

������ ���� ����2�������������� ����3&������1���������������(�������$�� ���!�����������������������

�� ���32�����3����������� �������������� ���������������#������0�����3&������1�����$�&�����

���������� �������� ������#������0��#������� +

� ���!����������� ���� �����������2������������)��������� ���� �������������� ��0�������������

�1������ ��� ������ ��� �� ����� ���$� �� �������� �� ������������� ��� ��������� 2������� �������

�(�������+

� ����������0�� ������������������2 �()�������� �������2���������������0�$����������� ������������

����� ����� ��� �����0�� �� ��� 2 �!�� �����1���+� ����� �2�������)�� ��� ������ � ����� ������ �� ����

�������������� ���������������� ��������� ����������������2������������������0��&������ ������

����������� ��� ���������������������+������2��)��������3������ ��� ����� �&�������� �������� ��

�2���������3&����������2������������������0�������������� ������������(��� ���� ���������������� ��

�3&������1�������� ����� ����������3����������������� �������������������� ���� ���2������

�����1����������� ���+

Page 5: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n
Page 6: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

Indice 9

Indice

1 Transferencia de energía

1.1 Introducción .............................................................................................................................. 171.2 Análisis de la transformación de energía ................................................................................... 19

1.2.1 Tipos de acumulador ......................................................................................................... 201.2.2 Tipos de flujo de energía ................................................................................................... 211.2.3 Proceso de transformación ................................................................................................ 22

1.3 Fuentes de energía ..................................................................................................................... 241.3.1 Energía solar ....................................................................................................................... 241.3.2 Energía nuclear ................................................................................................................... 251.3.3 Interacción gravitatoria ...................................................................................................... 251.3.4 Energía geotérmica ............................................................................................................. 27

1.4 Transformadores de acumulador a flujo de energía (A/F) .......................................................... 271.4.1 Transformación de energía térmica a calor ........................................................................ 271.4.2 Transformación de energía química a calor ........................................................................ 301.4.3 Transformación de energía nuclear a calor ........................................................................ 331.4.4 Transformación de energía química a trabajo eléctrico ...................................................... 371.4.5 Transformación de energía dinámica a trabajo mecánico .................................................. 38

1.5 Transformadores de flujo ........................................................................................................... 401.5.1 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por máquina rotativa ................. 411.5.2 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por piezoelectricidad ................. 451.5.3 Transformación de radiación a calor .................................................................................. 461.5.4 Transformación de radiación a trabajo eléctrico ................................................................ 491.5.5 Transformación de calor a trabajo eléctrico ....................................................................... 501.5.6 Transformación de calor a trabajo mecánico ..................................................................... 56

1.6 El motor térmico. Integración de transformadores A/F y F/F ..................................................... 591.6.1 Motores endotérmicos frente a motores exotérmicos ........................................................ 591.6.2 Motores térmicos para generación con cogeneración ...................................................... 611.6.3 Motores térmicos para tracción con y sin eje de salida ..................................................... 62

2 Ciclos termodinámicos

2.1 Introducción .............................................................................................................................. 652.2 Análisis y caracterización de un ciclo termodinámico de trabajo .............................................. 67

2.2.1 Procesos de evolución ....................................................................................................... 67

Page 7: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

10 Máquinas térmicas motoras

2.2.2Diagramas P/V y T/S ........................................................................................................... 702.2.3 Presión media teórica ......................................................................................................... 72

2.3 Ciclos de referencia .................................................................................................................... 742.3.1 Ciclo de Carnot ................................................................................................................... 752.3.2 Ciclo de Lenoir ................................................................................................................... 782.3.3 Ciclo Otto ........................................................................................................................... 792.3.4 Ciclo Diesel ........................................................................................................................ 822.3.5 Ciclo mixto de Sabathé ....................................................................................................... 852.3.6 Ciclo Atkinson .................................................................................................................... 882.3.7 Ciclo Brayton ..................................................................................................................... 922.3.8 Ciclo Ericsson ..................................................................................................................... 952.3.9 Ciclo Stirling ....................................................................................................................... 97

2.4 Caracterización del ciclo teórico asociado a un mecanismo. Modelización numérica. ............... 99

3 El motor alternativo de combustión interna

3.1 Introducción ............................................................................................................................. 1073.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 112

3.2.1 Concepción de la fase cerrada ......................................................................................... 1203.2.2 Concepción de la fase abierta .......................................................................................... 1223.2.3 Tipología de refrigeración ................................................................................................ 1243.2.4 Arquitecturas policilíndricas ............................................................................................ 126

3.3 Parámetros característicos ........................................................................................................ 1313.3.1 Parámetros dimensionales ................................................................................................ 1313.3.2 Relaciones entre parámetros dimensionales .................................................................... 1333.3.3 Parámetros termodinámicos ............................................................................................. 1353.3.4 Características operativas del motor ................................................................................ 137

3.4 Fase Cerrada ............................................................................................................................. 1403.4.1 La combustión en los MEP .............................................................................................. 1413.4.2 Aportación de combustible en los MEP .......................................................................... 1483.4.3 Sistema de encendido en los MEP ................................................................................... 1553.4.4 La combustión de los MEC .............................................................................................. 1613.4.5 Aportación de combustible de los MEC .......................................................................... 1683.4.6 Comparación entre los MEP y los MEC ........................................................................... 177

3.5 Fase Abierta .............................................................................................................................. 1793.5.1 Renovación de la carga en motores de 4 tiempos ............................................................ 1843.5.2 Sobrealimentación ............................................................................................................ 1923.5.3 Renovación de la carga en motores de 2 tiempos ............................................................ 1993.5.4 Comparación entre motores de 4 y 2 tiempos .................................................................. 208

3.6 Sistemas auxiliares .................................................................................................................... 2093.6.1 Sistema de refrigeración ................................................................................................... 2103.6.2 Sistema de lubricación ..................................................................................................... 213

3.7 Prestaciones .............................................................................................................................. 2153.7.1 Curvas características ...................................................................................................... 2153.7.2 Regulación del par motor ................................................................................................. 219

3.8. Emisiones contaminantes ......................................................................................................... 220

Page 8: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

Indice 11

3.8.1 Generación de contaminantes .......................................................................................... 2203.8.2 Sistemas de reducción de contaminantes ........................................................................ 223

3.9 Combustibles para motores alternativos .................................................................................. 226

4 El motor Wankel

4.1 Introducción ............................................................................................................................. 2334.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 2354.3 Geometría del motor .................................................................................................................. 239

4.3.1 Descripción del estátor .................................................................................................... 2414.3.2 Descripción del rotor ....................................................................................................... 2434.3.3 Cilindrada ......................................................................................................................... 2454.3.4 Relación de compresión ................................................................................................... 2474.3.5 Velocidad tangencial y aceleración del rotor ................................................................... 247

4.4 Elementos del motor ................................................................................................................. 2494.4.1 Rotor ................................................................................................................................ 2494.4.2 Estátor .............................................................................................................................. 2504.4.3 Engranajes de transmisión ............................................................................................... 2534.4.4 Mecanismo de sellado ..................................................................................................... 255

4.5 Procesos y sistemas ................................................................................................................. 2574.5.1 Características de la combustión ..................................................................................... 2574.5.2 Equilibrado del rotor ........................................................................................................ 2594.5.3 Refrigeración del estátor .................................................................................................. 2604.5.4 Refrigeración del rotor ..................................................................................................... 2614.5.5 Sistema de distribución .................................................................................................... 2624.5.6 Sistema de lubricación ..................................................................................................... 2634.5.7 Encendido doble .............................................................................................................. 2644.5.8 Inyección de gasolina ...................................................................................................... 266

5 Motores de autopropulsión

5.1 Introducción ............................................................................................................................. 2675.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 270

5.2.1 Propulsión a reacción ....................................................................................................... 2715.2.2 Ecuación fundamental de la astronáutica ........................................................................ 273

5.3 Cámara de combustión ............................................................................................................. 2745.3.1 Concepción de la combustión .......................................................................................... 2755.3.2 Sistema de refrigeración ................................................................................................... 2765.3.3 Estudio termodinámico de la cámara ................................................................................ 277

5.4 Tobera ....................................................................................................................................... 2795.4.1 Perfil de la tobera ............................................................................................................. 2795.4.2 Tipos de toberas .............................................................................................................. 2815.4.3 Caracterización termodinámica de la tobera ..................................................................... 281

5.5 Motor químico .......................................................................................................................... 2855.5.1 Motor químico de combustible sólido ............................................................................. 2855.5.2 Motor químico de combustible líquido ............................................................................ 291

Page 9: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

12 Máquinas térmicas motoras

5.5.3 Comparación entre propelentes sólidos y líquidos .......................................................... 2945.5.4 Motor químico híbrido ..................................................................................................... 294

5.6 Propulsión nuclear .................................................................................................................... 2955.7 Propulsión eléctrica .................................................................................................................. 295

5.7.1 Motores eléctricos ........................................................................................................... 2955.7.2 Cohetes con sistema de aceleración eléctrico .................................................................. 295

5.8 El efecto Pogo ........................................................................................................................... 296

6 Turbina de gas

6.1 Introducción ............................................................................................................................. 2996.2 Tipos de turbinas de gas ........................................................................................................... 301

6.2.1 Tipo de ciclo termodinámico ............................................................................................ 3016.2.2 Aportación de energía al ciclo .......................................................................................... 3036.2.3 Disposiciones mecánicas ................................................................................................. 303

6.3 Ciclos para la obtención de potencia en una turbina de gas ..................................................... 3056.3.1 Ciclo de Brayton ............................................................................................................... 3056.3.2 Ciclo de Brayton regenerativo ......................................................................................... 3086.3.3 Ciclo con recalentamiento ................................................................................................ 3086.3.4 Ciclo con enfriamiento intermedio en la compresión ....................................................... 309

6.4 Compresor ................................................................................................................................. 3096.4.1 Compresor centrífugo ...................................................................................................... 3126.4.2 Compresor axial ................................................................................................................ 314

6.5 Cámara de combustión ............................................................................................................. 3206.5.1 Tipologías de cámaras de combustión ............................................................................ 3236.5.2 Estabilidad de llama en la cámara de combustión ............................................................ 3256.5.3 Intensidad de la combustión ............................................................................................ 3266.5.4 Aportación de combustible .............................................................................................. 3276.5.5 Sistemas de ignición ........................................................................................................ 3296.5.6 Arranque de la turbina de gas .......................................................................................... 329

6.6 Turbina ...................................................................................................................................... 3306.6.1 Turbinas de flujo radial .................................................................................................... 3316.6.2 Turbinas de flujo axial ...................................................................................................... 331

6.7 Turbinas de gas para la propulsión de aviones ........................................................................ 3366.7.1 El turborreactor ................................................................................................................ 3376.7.2 El turboventilador ............................................................................................................. 3386.7.3 El turbohélice o turboeje .................................................................................................. 3406.7.4 Influencia de la velocidad del avión ................................................................................ 3416.7.5 Inversores de empuje ....................................................................................................... 3446.7.6 Contaminación acústica ................................................................................................... 346

6.8 Regulación de la potencia ......................................................................................................... 3476.8.1 Unidades de un solo eje reguladas por la temperatura, a velocidad constante ............... 3476.8.2 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad, a temperatura cons ....

tante .................................................................................................................................. 3486.8.3 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad y la temperatura .... 3496.8.4 Regulación de unidades de dos ejes o eje partido ........................................................... 350

Page 10: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

Indice 13

7 Instalación de turbinas de vapor

7.1 Introducción ............................................................................................................................. 3537.2 Ciclos para la obtención de potencia en una instalación de turbinas de vapor ........................ 355

7.2.1 Propiedades del vapor ..................................................................................................... 3557.2.2 Ciclo de Rankine ideal ...................................................................................................... 3587.2.3 Ciclo de Rankine real, rendimiento isoentrópico .............................................................. 3597.2.4 Ciclo de Rankine con sobrecalentamiento ....................................................................... 3607.2.5 Ciclo de Rankine con recalentamiento intermedio ........................................................... 3627.2.6 Ciclo de Rankine con regeneración .................................................................................. 3637.2.7 Ciclo de Rankine supercrítico ........................................................................................... 364

7.3 Turbinas de vapor ..................................................................................................................... 3657.3.1 Descripción ...................................................................................................................... 3657.3.2 Tipologías de turbinas de vapor ...................................................................................... 3677.3.3 Principio de funcionamiento ............................................................................................ 3707.3.4 Materiales ......................................................................................................................... 382

7.4. Calderas .................................................................................................................................... 3827.4.1 Descripción ...................................................................................................................... 3827.4.2 Tipologías de calderas ..................................................................................................... 3847.4.3 Combustibles para calderas de vapor .............................................................................. 389

7.5 Condensador y bomba de presión ............................................................................................. 389

8 Motor Stirling

8.1 Introducción ............................................................................................................................. 3918.2 Funcionamiento del motor Stirling ........................................................................................... 3928.3 Ciclos termodinámicos ideales .................................................................................................. 395

8.3.1 Importancia de la evolución isotérmica respecto a la adiabática ..................................... 3968.3.2 Ciclo de Rallis ................................................................................................................... 3998.3.3 Ciclo Stirling ..................................................................................................................... 4058.3.4 Ciclo Ericsson ................................................................................................................... 4108.3.5 Ciclo mixto Stirling-Rallis ................................................................................................. 411

8.4 Análisis comparativo entre ciclos ............................................................................................. 4158.4.1 Análisis de la relación de compresión .............................................................................. 4158.4.2 Análisis del salto térmico ................................................................................................. 4188.4.3 Correlación entre variables .............................................................................................. 421

8.5 Influencias del mecanismo en el ciclo termodinámico .............................................................. 4218.6 Regenerador .............................................................................................................................. 423

8.6.1 Análisis de la regeneración .............................................................................................. 4238.6.2 Regenerador único ........................................................................................................... 4248.6.3 Regeneradores en serie .................................................................................................... 427

8.7 Elementos mecánicos ............................................................................................................... 4288.7.1 Tipologías de motores ..................................................................................................... 4288.7.2 Tipologías de arquitecturas ............................................................................................. 4298.7.3 Acoplamiento de los émbolos y extracción de potencia .................................................. 4338.7.4 Elementos de estanqueidad y lubricación ....................................................................... 436

Page 11: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

14 Máquinas térmicas motoras

8.7.5 Características de los elementos mecánicos .................................................................... 4378.8 Elementos térmicos ................................................................................................................... 437

8.8.1 Calentadores .................................................................................................................... 4418.8.2 Refrigeradores .................................................................................................................. 443

8.9 Fluidos de trabajo ..................................................................................................................... 4448.9.1 Fluidos de trabajo gaseosos ............................................................................................ 4448.9.2 Fluidos de trabajo líquidos .............................................................................................. 4518.9.3 Fluidos de trabajo con cambio de fase ............................................................................ 4528.9.4 Fluidos de trabajo químicamente reactivos ...................................................................... 454

8.10 Características de funcionamiento ........................................................................................... 4548.10.1 Curvas características .................................................................................................... 4548.10.2 Contaminación y ruido ................................................................................................... 460

8.11 Sistemas de control .................................................................................................................. 4618.11.1 Variación de la temperatura ............................................................................................ 4638.11.2 Variación de la presión media del fluido de trabajo ........................................................ 4638.11.3 Variación de la amplitud de la presión ............................................................................ 4658.11.4 Variación del ángulo de fase ........................................................................................... 4658.11.5 Variación de la carrera .................................................................................................... 465

9 Cogeneración

9.1 Introducción ............................................................................................................................. 4679.2 Tipologías de cogeneración ..................................................................................................... 469

9.2.1 Cogeneración con turbinas de gas .................................................................................. 4719.2.2 Cogeneración con turbinas de vapor ............................................................................... 4729.2.3 Cogeneración con motores alternativos de combustión interna ..................................... 4739.2.4 Cogeneración mediante ciclos combinados ..................................................................... 4749.2.5 Otras tecnologías de cogeneración .................................................................................. 4759.2.6 Campos de aplicación ...................................................................................................... 475

9.3 Caracterización y evaluación de instalaciones de cogeneración ............................................. 4769.3.1 Rendimientos ................................................................................................................... 4769.3.2 Coeficientes para caracterizar las instalaciones de cogeneración ................................... 4789.3.3 Ahorro de combustible .................................................................................................... 479

9.4 Instalaciones de generación de potencia mediante ciclos combinados ................................... 4809.4.1 Caracterización del ciclo combinado ................................................................................ 4809.4.2 Análisis termodinámico .................................................................................................... 482

9.5 Aspectos económicos de la cogeneración ............................................................................... 4859.5.1 Asignación de costes ....................................................................................................... 4859.5.2 Ahorro económico ............................................................................................................ 4869.5.3 Estudios de viabilidad ...................................................................................................... 486

9.6 Evaluación de las distintas posibilidades de cogeneración en un caso real ............................ 4879.6.1 Características de la instalación sin cogeneración .......................................................... 4879.6.2 Aspectos previos a considerar ........................................................................................ 4909.6.3 Alternativa 1: Ciclo combinado con turbina de vapor ..................................................... 4919.6.4 Alternativa 2: Ciclo combinado con turbina de vapor y turbina de gas .......................... 4979.6.5 Alternativa 3: Ciclo combinado con turbina de gas ......................................................... 500

Page 12: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

Indice 15

9.6.6 Alternativa 4: Ciclo combinado con turbina de gas y turbina de vapor y generación de frío por absorción (trigeneración) ........................................................................................... 502

9.6.7 Comparación de las diferentes alternativas ..................................................................... 507

10 Pilas de combustible

10.1 Introducción ............................................................................................................................. 50910.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 510

10.2.1 Electrodos ...................................................................................................................... 51210.2.2 Membrana-Electrolito ..................................................................................................... 51210.2.3 Capa de apoyo ................................................................................................................ 512

10.3 Prestaciones ............................................................................................................................. 51210.3.1 Cálculo de prestaciones ideales ..................................................................................... 51310.3.2 Cálculo de las pérdidas .................................................................................................. 51410.3.3 Variables en el comportamiento de una pila de combustible .......................................... 51610.3.4 Rendimiento ................................................................................................................... 517

10.4 Tipos de pilas de combustibles ................................................................................................ 51810.4.1 Pilas alcalinas (AFC) ...................................................................................................... 51910.4.2 Pilas de membrana polimérica (PEM) ............................................................................. 52110.4.3 Pilas de ácido fosfórico (PAFC) ..................................................................................... 52310.4.4 Pilas de carbonato fundido (MCFC) .............................................................................. 52610.4.5 Pilas de óxido sólido (SOFC) .......................................................................................... 52710.4.6 Comparación de los tipos de pilas de combustible ........................................................ 528

10.5 Combustibles ............................................................................................................................ 529

Bibliografía ........................................................................................................................... 531

Page 13: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

POLITEXT 135

Máquinas térmicas motoras - 2

Page 14: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

POLITEXT

EDICIONS UPC

Máquinas térmicas motoras - 2

Jesús Andrés Álvarez Flórez, ed.Ismael Callejón Agramunt, ed.Sergi Forns FarrúsPere Roca CarlesDavid Balsells GrandeJuan Casanova Rossell

Tomás Navarro OdriozolaCarles Forcadell FreixaAngelita González FontalAntoni Márquez LuqueFrancisco J. Pérez Llopis

Page 15: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

La presente obra fue galardonada en el octavo concurso"Ajut a l'elaboració de material docent" convocado por la UPC.

Colaboradores:Mònica Álvarez, Francesc Batalla, Gabriela Benveniste, Òscar Bonet, Xavier Carrera, Juan Manuel Castro, Òscar Civit, Jordi Escura, Irene Espada,Xavier Flores, David González, Ricard Ibáñez, Andreu Iglesias, Luis Isidro,Josep Antón Jiménez, Oscar Jiménez, Francisco Liesa, Ana Mª Marimón, Salvador Miret, Eduard Moreno, Josep Mª Piguillem, Julio Pérez, Lluc Puig, Eloi Robert, Joan Rovira, Bartolomé Salom, David Sánchez, Álvaro Serrano,Xavier Soldevila, Agustí Vilella, Joaquin Villa, Jordi Yubero

Primera edición: septiembre de 2002

Diseño de la cubierta: Manuel Andreu

© Los autores, 2002

© Edicions UPC, 2002Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya, SLJordi Girona Salgado 31, 08034 BarcelonaTel.: 934 016 883 Fax: 934 015 885Edicions Virtuals: www.edicionsupc.esE-mail: [email protected]

Producción: Copistería Miracle, SLRector Ubach 6-10, 08021 Barcelona

Depósito legal: B-27730-2002ISBN: 84-8301-645-1ISBN Obra completa: 84-8301-646-X

Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del copyright, bajo las san-ciones establecidas en las leyes, la reproducción total o parcial de esta obra por cualquier medio o pro-cedimiento, comprendidos la reprografía y el tratamiento informático, y la distribución de ejemplares deella mediante alquiler o préstamo públicos.

Page 16: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������� �

�������

������������������� ��������� ������������������������������� ������ ���������������������������

�������� ������� �������������� ���������� ��� ��������!��������������� � "��#�$�� � ��������

"������������������#���� % ����������&������� ��'��(�����#������)������ )������� ��*����� ������

��� ����+

��������������������,--.$��/������ �&��������)��(�������� ��������������������� ��0������������

������������������������1��������� ����� ��)�����#������0��#������� $���� ��&��$�����2�������������$

������������� ����������)���� �� �������������������������2��������������������1��������������

� �������������!������ ���+

*������� �����������������������������)����� ���� ������2��������3������������� ����������������

2����������������!������������� �3�������� ������������1�����$� ���� ��������&�� ��������!������� ����

�������������$����2���������� $����������������������������������� ���+

������������������ ������������������2����������������$��� ������ ���$������ ���������)�������������

��������� �������&����������������� ����������������!��������������)����� ���������������� ���

�������� ����������������2�� ������������������������� �����+

����������������� ������ ����$������������������������$���� ����������� ��������������� �������

������������� �������������� ��������� ��� ���������� ����� ���)����� ������$������� ��������

��������� ��������3&������1�������������$�&�������������������������������� � ������������)�

������ ���� ����2�������������� ����3&������1���������������(�������$�� ���!�����������������������

�� ���32�����3����������� �������������� ���������������#������0�����3&������1�����$�&�����

���������� �������� ������#������0��#������� +

� ���!����������� ���� �����������2������������)��������� ���� �������������� ��0�������������

�1������ ��� ������ ��� �� ����� ���$� �� �������� �� ������������� ��� ��������� 2������� �������

�(�������+

� ����������0�� ������������������2 �()�������� �������2���������������0�$����������� ������������

����� ����� ��� �����0�� �� ��� 2 �!�� �����1���+� ����� �2�������)�� ��� ������ � ����� ������ �� ����

�������������� ���������������� ��������� ����������������2������������������0��&������ ������

����������� ��� ���������������������+������2��)��������3������ ��� ����� �&�������� �������� ��

�2���������3&����������2������������������0�������������� ������������(��� ���� ���������������� ��

�3&������1�������� ����� ����������3����������������� �������������������� ���� ���2������

�����1����������� ���+

Page 17: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n
Page 18: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

Indice 9

Indice

1 Transferencia de energía

1.1 Introducción .............................................................................................................................. 171.2 Análisis de la transformación de energía ................................................................................... 19

1.2.1 Tipos de acumulador ......................................................................................................... 201.2.2 Tipos de flujo de energía ................................................................................................... 211.2.3 Proceso de transformación ................................................................................................ 22

1.3 Fuentes de energía ..................................................................................................................... 241.3.1 Energía solar ....................................................................................................................... 241.3.2 Energía nuclear ................................................................................................................... 251.3.3 Interacción gravitatoria ...................................................................................................... 251.3.4 Energía geotérmica ............................................................................................................. 27

1.4 Transformadores de acumulador a flujo de energía (A/F) .......................................................... 271.4.1 Transformación de energía térmica a calor ........................................................................ 271.4.2 Transformación de energía química a calor ........................................................................ 301.4.3 Transformación de energía nuclear a calor ........................................................................ 331.4.4 Transformación de energía química a trabajo eléctrico ...................................................... 371.4.5 Transformación de energía dinámica a trabajo mecánico .................................................. 38

1.5 Transformadores de flujo ........................................................................................................... 401.5.1 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por máquina rotativa ................. 411.5.2 Transformación de trabajo eléctrico a trabajo mecánico por piezoelectricidad ................. 451.5.3 Transformación de radiación a calor .................................................................................. 461.5.4 Transformación de radiación a trabajo eléctrico ................................................................ 491.5.5 Transformación de calor a trabajo eléctrico ....................................................................... 501.5.6 Transformación de calor a trabajo mecánico ..................................................................... 56

1.6 El motor térmico. Integración de transformadores A/F y F/F ..................................................... 591.6.1 Motores endotérmicos frente a motores exotérmicos ........................................................ 591.6.2 Motores térmicos para generación con cogeneración ...................................................... 611.6.3 Motores térmicos para tracción con y sin eje de salida ..................................................... 62

2 Ciclos termodinámicos

2.1 Introducción .............................................................................................................................. 652.2 Análisis y caracterización de un ciclo termodinámico de trabajo .............................................. 67

2.2.1 Procesos de evolución ....................................................................................................... 67

Page 19: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

10 Máquinas térmicas motoras

2.2.2Diagramas P/V y T/S ........................................................................................................... 702.2.3 Presión media teórica ......................................................................................................... 72

2.3 Ciclos de referencia .................................................................................................................... 742.3.1 Ciclo de Carnot ................................................................................................................... 752.3.2 Ciclo de Lenoir ................................................................................................................... 782.3.3 Ciclo Otto ........................................................................................................................... 792.3.4 Ciclo Diesel ........................................................................................................................ 822.3.5 Ciclo mixto de Sabathé ....................................................................................................... 852.3.6 Ciclo Atkinson .................................................................................................................... 882.3.7 Ciclo Brayton ..................................................................................................................... 922.3.8 Ciclo Ericsson ..................................................................................................................... 952.3.9 Ciclo Stirling ....................................................................................................................... 97

2.4 Caracterización del ciclo teórico asociado a un mecanismo. Modelización numérica. ............... 99

3 El motor alternativo de combustión interna

3.1 Introducción ............................................................................................................................. 1073.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 112

3.2.1 Concepción de la fase cerrada ......................................................................................... 1203.2.2 Concepción de la fase abierta .......................................................................................... 1223.2.3 Tipología de refrigeración ................................................................................................ 1243.2.4 Arquitecturas policilíndricas ............................................................................................ 126

3.3 Parámetros característicos ........................................................................................................ 1313.3.1 Parámetros dimensionales ................................................................................................ 1313.3.2 Relaciones entre parámetros dimensionales .................................................................... 1333.3.3 Parámetros termodinámicos ............................................................................................. 1353.3.4 Características operativas del motor ................................................................................ 137

3.4 Fase Cerrada ............................................................................................................................. 1403.4.1 La combustión en los MEP .............................................................................................. 1413.4.2 Aportación de combustible en los MEP .......................................................................... 1483.4.3 Sistema de encendido en los MEP ................................................................................... 1553.4.4 La combustión de los MEC .............................................................................................. 1613.4.5 Aportación de combustible de los MEC .......................................................................... 1683.4.6 Comparación entre los MEP y los MEC ........................................................................... 177

3.5 Fase Abierta .............................................................................................................................. 1793.5.1 Renovación de la carga en motores de 4 tiempos ............................................................ 1843.5.2 Sobrealimentación ............................................................................................................ 1923.5.3 Renovación de la carga en motores de 2 tiempos ............................................................ 1993.5.4 Comparación entre motores de 4 y 2 tiempos .................................................................. 208

3.6 Sistemas auxiliares .................................................................................................................... 2093.6.1 Sistema de refrigeración ................................................................................................... 2103.6.2 Sistema de lubricación ..................................................................................................... 213

3.7 Prestaciones .............................................................................................................................. 2153.7.1 Curvas características ...................................................................................................... 2153.7.2 Regulación del par motor ................................................................................................. 219

3.8. Emisiones contaminantes ......................................................................................................... 220

Page 20: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

Indice 11

3.8.1 Generación de contaminantes .......................................................................................... 2203.8.2 Sistemas de reducción de contaminantes ........................................................................ 223

3.9 Combustibles para motores alternativos .................................................................................. 226

4 El motor Wankel

4.1 Introducción ............................................................................................................................. 2334.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 2354.3 Geometría del motor .................................................................................................................. 239

4.3.1 Descripción del estátor .................................................................................................... 2414.3.2 Descripción del rotor ....................................................................................................... 2434.3.3 Cilindrada ......................................................................................................................... 2454.3.4 Relación de compresión ................................................................................................... 2474.3.5 Velocidad tangencial y aceleración del rotor ................................................................... 247

4.4 Elementos del motor ................................................................................................................. 2494.4.1 Rotor ................................................................................................................................ 2494.4.2 Estátor .............................................................................................................................. 2504.4.3 Engranajes de transmisión ............................................................................................... 2534.4.4 Mecanismo de sellado ..................................................................................................... 255

4.5 Procesos y sistemas ................................................................................................................. 2574.5.1 Características de la combustión ..................................................................................... 2574.5.2 Equilibrado del rotor ........................................................................................................ 2594.5.3 Refrigeración del estátor .................................................................................................. 2604.5.4 Refrigeración del rotor ..................................................................................................... 2614.5.5 Sistema de distribución .................................................................................................... 2624.5.6 Sistema de lubricación ..................................................................................................... 2634.5.7 Encendido doble .............................................................................................................. 2644.5.8 Inyección de gasolina ...................................................................................................... 266

5 Motores de autopropulsión

5.1 Introducción ............................................................................................................................. 2675.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 270

5.2.1 Propulsión a reacción ....................................................................................................... 2715.2.2 Ecuación fundamental de la astronáutica ........................................................................ 273

5.3 Cámara de combustión ............................................................................................................. 2745.3.1 Concepción de la combustión .......................................................................................... 2755.3.2 Sistema de refrigeración ................................................................................................... 2765.3.3 Estudio termodinámico de la cámara ................................................................................ 277

5.4 Tobera ....................................................................................................................................... 2795.4.1 Perfil de la tobera ............................................................................................................. 2795.4.2 Tipos de toberas .............................................................................................................. 2815.4.3 Caracterización termodinámica de la tobera ..................................................................... 281

5.5 Motor químico .......................................................................................................................... 2855.5.1 Motor químico de combustible sólido ............................................................................. 2855.5.2 Motor químico de combustible líquido ............................................................................ 291

Page 21: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

12 Máquinas térmicas motoras

5.5.3 Comparación entre propelentes sólidos y líquidos .......................................................... 2945.5.4 Motor químico híbrido ..................................................................................................... 294

5.6 Propulsión nuclear .................................................................................................................... 2955.7 Propulsión eléctrica .................................................................................................................. 295

5.7.1 Motores eléctricos ........................................................................................................... 2955.7.2 Cohetes con sistema de aceleración eléctrico .................................................................. 295

5.8 El efecto Pogo ........................................................................................................................... 296

6 Turbina de gas

6.1 Introducción ............................................................................................................................. 2996.2 Tipos de turbinas de gas ........................................................................................................... 301

6.2.1 Tipo de ciclo termodinámico ............................................................................................ 3016.2.2 Aportación de energía al ciclo .......................................................................................... 3036.2.3 Disposiciones mecánicas ................................................................................................. 303

6.3 Ciclos para la obtención de potencia en una turbina de gas ..................................................... 3056.3.1 Ciclo de Brayton ............................................................................................................... 3056.3.2 Ciclo de Brayton regenerativo ......................................................................................... 3086.3.3 Ciclo con recalentamiento ................................................................................................ 3086.3.4 Ciclo con enfriamiento intermedio en la compresión ....................................................... 309

6.4 Compresor ................................................................................................................................. 3096.4.1 Compresor centrífugo ...................................................................................................... 3126.4.2 Compresor axial ................................................................................................................ 314

6.5 Cámara de combustión ............................................................................................................. 3206.5.1 Tipologías de cámaras de combustión ............................................................................ 3236.5.2 Estabilidad de llama en la cámara de combustión ............................................................ 3256.5.3 Intensidad de la combustión ............................................................................................ 3266.5.4 Aportación de combustible .............................................................................................. 3276.5.5 Sistemas de ignición ........................................................................................................ 3296.5.6 Arranque de la turbina de gas .......................................................................................... 329

6.6 Turbina ...................................................................................................................................... 3306.6.1 Turbinas de flujo radial .................................................................................................... 3316.6.2 Turbinas de flujo axial ...................................................................................................... 331

6.7 Turbinas de gas para la propulsión de aviones ........................................................................ 3366.7.1 El turborreactor ................................................................................................................ 3376.7.2 El turboventilador ............................................................................................................. 3386.7.3 El turbohélice o turboeje .................................................................................................. 3406.7.4 Influencia de la velocidad del avión ................................................................................ 3416.7.5 Inversores de empuje ....................................................................................................... 3446.7.6 Contaminación acústica ................................................................................................... 346

6.8 Regulación de la potencia ......................................................................................................... 3476.8.1 Unidades de un solo eje reguladas por la temperatura, a velocidad constante ............... 3476.8.2 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad, a temperatura cons ....

tante .................................................................................................................................. 3486.8.3 Unidades de un solo eje reguladas por la variación de la velocidad y la temperatura .... 3496.8.4 Regulación de unidades de dos ejes o eje partido ........................................................... 350

Page 22: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

Indice 13

7 Instalación de turbinas de vapor

7.1 Introducción ............................................................................................................................. 3537.2 Ciclos para la obtención de potencia en una instalación de turbinas de vapor ........................ 355

7.2.1 Propiedades del vapor ..................................................................................................... 3557.2.2 Ciclo de Rankine ideal ...................................................................................................... 3587.2.3 Ciclo de Rankine real, rendimiento isoentrópico .............................................................. 3597.2.4 Ciclo de Rankine con sobrecalentamiento ....................................................................... 3607.2.5 Ciclo de Rankine con recalentamiento intermedio ........................................................... 3627.2.6 Ciclo de Rankine con regeneración .................................................................................. 3637.2.7 Ciclo de Rankine supercrítico ........................................................................................... 364

7.3 Turbinas de vapor ..................................................................................................................... 3657.3.1 Descripción ...................................................................................................................... 3657.3.2 Tipologías de turbinas de vapor ...................................................................................... 3677.3.3 Principio de funcionamiento ............................................................................................ 3707.3.4 Materiales ......................................................................................................................... 382

7.4. Calderas .................................................................................................................................... 3827.4.1 Descripción ...................................................................................................................... 3827.4.2 Tipologías de calderas ..................................................................................................... 3847.4.3 Combustibles para calderas de vapor .............................................................................. 389

7.5 Condensador y bomba de presión ............................................................................................. 389

8 Motor Stirling

8.1 Introducción ............................................................................................................................. 3918.2 Funcionamiento del motor Stirling ........................................................................................... 3928.3 Ciclos termodinámicos ideales .................................................................................................. 395

8.3.1 Importancia de la evolución isotérmica respecto a la adiabática ..................................... 3968.3.2 Ciclo de Rallis ................................................................................................................... 3998.3.3 Ciclo Stirling ..................................................................................................................... 4058.3.4 Ciclo Ericsson ................................................................................................................... 4108.3.5 Ciclo mixto Stirling-Rallis ................................................................................................. 411

8.4 Análisis comparativo entre ciclos ............................................................................................. 4158.4.1 Análisis de la relación de compresión .............................................................................. 4158.4.2 Análisis del salto térmico ................................................................................................. 4188.4.3 Correlación entre variables .............................................................................................. 421

8.5 Influencias del mecanismo en el ciclo termodinámico .............................................................. 4218.6 Regenerador .............................................................................................................................. 423

8.6.1 Análisis de la regeneración .............................................................................................. 4238.6.2 Regenerador único ........................................................................................................... 4248.6.3 Regeneradores en serie .................................................................................................... 427

8.7 Elementos mecánicos ............................................................................................................... 4288.7.1 Tipologías de motores ..................................................................................................... 4288.7.2 Tipologías de arquitecturas ............................................................................................. 4298.7.3 Acoplamiento de los émbolos y extracción de potencia .................................................. 4338.7.4 Elementos de estanqueidad y lubricación ....................................................................... 436

Page 23: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

14 Máquinas térmicas motoras

8.7.5 Características de los elementos mecánicos .................................................................... 4378.8 Elementos térmicos ................................................................................................................... 437

8.8.1 Calentadores .................................................................................................................... 4418.8.2 Refrigeradores .................................................................................................................. 443

8.9 Fluidos de trabajo ..................................................................................................................... 4448.9.1 Fluidos de trabajo gaseosos ............................................................................................ 4448.9.2 Fluidos de trabajo líquidos .............................................................................................. 4518.9.3 Fluidos de trabajo con cambio de fase ............................................................................ 4528.9.4 Fluidos de trabajo químicamente reactivos ...................................................................... 454

8.10 Características de funcionamiento ........................................................................................... 4548.10.1 Curvas características .................................................................................................... 4548.10.2 Contaminación y ruido ................................................................................................... 460

8.11 Sistemas de control .................................................................................................................. 4618.11.1 Variación de la temperatura ............................................................................................ 4638.11.2 Variación de la presión media del fluido de trabajo ........................................................ 4638.11.3 Variación de la amplitud de la presión ............................................................................ 4658.11.4 Variación del ángulo de fase ........................................................................................... 4658.11.5 Variación de la carrera .................................................................................................... 465

9 Cogeneración

9.1 Introducción ............................................................................................................................. 4679.2 Tipologías de cogeneración ..................................................................................................... 469

9.2.1 Cogeneración con turbinas de gas .................................................................................. 4719.2.2 Cogeneración con turbinas de vapor ............................................................................... 4729.2.3 Cogeneración con motores alternativos de combustión interna ..................................... 4739.2.4 Cogeneración mediante ciclos combinados ..................................................................... 4749.2.5 Otras tecnologías de cogeneración .................................................................................. 4759.2.6 Campos de aplicación ...................................................................................................... 475

9.3 Caracterización y evaluación de instalaciones de cogeneración ............................................. 4769.3.1 Rendimientos ................................................................................................................... 4769.3.2 Coeficientes para caracterizar las instalaciones de cogeneración ................................... 4789.3.3 Ahorro de combustible .................................................................................................... 479

9.4 Instalaciones de generación de potencia mediante ciclos combinados ................................... 4809.4.1 Caracterización del ciclo combinado ................................................................................ 4809.4.2 Análisis termodinámico .................................................................................................... 482

9.5 Aspectos económicos de la cogeneración ............................................................................... 4859.5.1 Asignación de costes ....................................................................................................... 4859.5.2 Ahorro económico ............................................................................................................ 4869.5.3 Estudios de viabilidad ...................................................................................................... 486

9.6 Evaluación de las distintas posibilidades de cogeneración en un caso real ............................ 4879.6.1 Características de la instalación sin cogeneración .......................................................... 4879.6.2 Aspectos previos a considerar ........................................................................................ 4909.6.3 Alternativa 1: Ciclo combinado con turbina de vapor ..................................................... 4919.6.4 Alternativa 2: Ciclo combinado con turbina de vapor y turbina de gas .......................... 4979.6.5 Alternativa 3: Ciclo combinado con turbina de gas ......................................................... 500

Page 24: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

Indice 15

9.6.6 Alternativa 4: Ciclo combinado con turbina de gas y turbina de vapor y generación de frío por absorción (trigeneración) ........................................................................................... 502

9.6.7 Comparación de las diferentes alternativas ..................................................................... 507

10 Pilas de combustible

10.1 Introducción ............................................................................................................................. 50910.2 Principios de funcionamiento ................................................................................................... 510

10.2.1 Electrodos ...................................................................................................................... 51210.2.2 Membrana-Electrolito ..................................................................................................... 51210.2.3 Capa de apoyo ................................................................................................................ 512

10.3 Prestaciones ............................................................................................................................. 51210.3.1 Cálculo de prestaciones ideales ..................................................................................... 51310.3.2 Cálculo de las pérdidas .................................................................................................. 51410.3.3 Variables en el comportamiento de una pila de combustible .......................................... 51610.3.4 Rendimiento ................................................................................................................... 517

10.4 Tipos de pilas de combustibles ................................................................................................ 51810.4.1 Pilas alcalinas (AFC) ...................................................................................................... 51910.4.2 Pilas de membrana polimérica (PEM) ............................................................................. 52110.4.3 Pilas de ácido fosfórico (PAFC) ..................................................................................... 52310.4.4 Pilas de carbonato fundido (MCFC) .............................................................................. 52610.4.5 Pilas de óxido sólido (SOFC) .......................................................................................... 52710.4.6 Comparación de los tipos de pilas de combustible ........................................................ 528

10.5 Combustibles ............................................................................................................................ 529

Bibliografía ........................................................................................................................... 531

Page 25: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������

���� ������� ��

��������������� �� ��������������������������������������������� �������������������� ������������������������ ����������������������������������������

����������������������������������������������������������������������������� ����� ��� !!!!���������� ������������������� ������������������������������������� � ������������������"���������������� ������������� �������������������� ������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������

#��� ��������������������� �� �$������������� ��������� ��������� %

&��'��������������� � &����������������������������

'��������������� � �� ������������ �������������������� ������� ��� ������$������������ �������� ���������$��������� ��������������������������$��������������� ������������������������ ������ ����(��� ������� � ���������� ����� �� ����������$����������������� ����������������� ������ ��� �

���������������������������� ����� ��������$������������)���������$���������������������������� ��$����������������(��� ������� � ���������������������������� ���

'���������������������������� � ����������������������� �� ���������� ������������������� ������� � ������� ����������� ��������� �� ������� ��������� �� �������� ����������� ������������*+,������������ ��$(�� �

�� ������� ����� �������� ������������ ������������� �����������������������������"��������� ��������� ��������� �-������.�/0�������� ������� ������� ����� �������� ������������������������������������������ ��������������������� ������� �������� �������� � �������� �������� �������� ������ ��� ����� ��� ����� ������������������������������������������������ ��������"��������������� ���������������� ������ ��������������� ��� ��������������������� ����������������� ���������������������������������������������������������� ������ ����������������

Page 26: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������������� ������������� �������������������� ������( ����������� ��������������� �������������������������������������� � ���� ������������������������������������������������ �������������������������������������� ������������������������ ���� �����

�� ���"���� ����������������� � ������������������ ���� ����� ����������� ����������������������������������� ������������� � ��� ����� ����������� ������������������������� ��������� � ������ �������������� ����� ������������ ��������������� ��������� ����������������������������������������������������������������������������� ���

������������� �������������������

����������������������������������� ��������������/12/�3����4���������������� ��� ����������/2!!������ ����� ��������������������������� ���������������������������������� ��������5���������6���������������� ��� ����� ������� ������������������� �������������������� � �����"��� ������5���7�8���������������������/292� ����� ����� ������������������������������ ��������������������� ��������������$��:��/1;����������������������� ��������������������������������� ������������������������"�����������

#����������6������<������=����� ����� ����������������� ������� ����� ��������������� ��������������������������������������� ������������������������ ��� ������� ������� �����������

Page 27: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����� �������������������������������������� ����#��������������������� ������������ ������� ������� ������������ �������������� ���������� ������������ ������� ������������������������������������� �������������������������������������� ���

#� ���� ���� ��� �������������� ������������������� �� ������� ��������� ���������������� �������� �� ������ ��� ������������ �� ��� �������� �������� � �� ������� � ����� ���� � ���������� �� ���������� ����������6������������������� ���� ������ ����������������"��� ������� ���������������� ���������� ��������� �������������������������������� �>�����������������>������������������������� �� �������� �������������������� ����� ������������������������������ ��� �����

���� �� ����� ���� ���������

'( �����)����� ������� ������ ����������� ������� ����� ���� ��$ ���������� ����� ������ � ��%

&��?����������������$���&��=����������������������"�&��# �� ���� ����$��� &��?������������������������������

������������������ �����������

'�������������$������������������������������ ����� ��� ����������������������.�9�������������� ��������� ���������������������������������������������$���%

���@���������������������� ������ �����&��@������������������������������ �����

�������������� ����������������������"������� ������ ������ �������� �������$ ������������������ �-������ �����$������������ ������������0��� ��������������4��������'��� �������������������������� � �� ���� ���������������)���������� ��������������������������' ��� �� ����� ����$ ���������������������������������������� ����������������� ���������� �����������������������$���� ������������ ���������� ��$(�� ��������$ ������� ������� ���� ���� ������� ������ ����������� ������������� ������� �� ��������������

��������������������������������������������� ������ ��������������:���A������� ������������������������$ �������������� �������������� ����������$ ����������6�������������� ������ ������� ���� � ��������� ��� ����� ��� �� ��� �������� ��� ��� ������� ������� ��� ����� ���� ��� ���� ������� �������������������"�������� �������������������� �������������� ����������������$��������� ���������� �

@��$ ������������� �������� ������ ��������������������������������$����� ����� ������� ���������� ������� ��������� ������' ���������� ���������������������� �$������ � ������ ������� ������ ������ ��������� ��������������������� ������� ����� �������� �

Page 28: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

������������������������������ ����

'������������������������������� ����������������������������� %

���?����� ��������������&��?����� ��������������

�������������������������� ����������������������� �����������������������������"������������������������������� ����������������������� ������������������ ��������� ���������(��������������������������������������

'���� ������� ������������������������������������� ��� ���������������������.�*������ ������������������� ������������������������� ��������������������������� ��$���������������������������� ��������������� ���������������������������������� ���������' ������������������������ ���������� ��� ��� ��������� ��� � ���� ���������������������������������������� ����������� �� � ������������������������������ �������(������

������������� ������������� ���

'���� ������� �����������������������(������������� ����� ����������������.�9������������������������ ������������������������������ �����������������'����������������������������������������������������� ���������������� ��������������"������ �������������������������� ��������$�����������������(������������$��� �������������������������������������������� �����������������

�� ����������� ������������� �������� ����������������������� ��������������������������������������� ��� ���� ��� � �������������� ���������������� ���������� �� � ������� ������������� �����������������

' ��������������� ���� ���������� ������������������������������������ ���������������� ������������������ ��� � ����������� ��������������� ����������������� �$���� ��������������B���������������������� ���� ������������������ �������������(��������

Compresor Turbina

Wnet

EscapeAdmisión

QH

Page 29: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������������ ������������������

����������������������������

'( ��������� �������� ����� ��������$ �������������������� �-������ �����$������������� ���������������(��� ��0���� ������ ������������������������ ����������� ������������ ������������������� ��'���� ���������� ������ � ��������� �� ���� ����$��� ����� ��� ���� ����� ��������� ��� ����� ������� �����$�������������������������B���������� ������������ ���������� �������������������������������������������������������������� ��������������������������������� ����������������������������������������� �������� ��� � ���� �������������� �������������� �����������'���� ���������� ��� ����� ������ ������������������������������������ � ����� � �����������$����� �( �����)����� � �� ���� �� �� � "� ���������� �� ��� ������� ���������������������������������������������������������� %

&��?����� ������ ��������&��?����� ����������������������������������������������� � � ������������� ���

�� ������� ������ ����������������������.� �� ��������� ����� ������ ����� ����������������� ������������������������� �����������$�������� ���������������� ��$�������������������������������������������$����������$��������������������' �������������������������������������������������� �������������������������������������� ��������� ���������������������$��������������������������

������������ ���������������������������� ���

Wnet

Compresor Turbina

QL

QH

Carga

Admisión

Cámara decombustión

Compresor Turbina

Escape

Q

Page 30: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�� ������� ��������������������-5���.�+0����� ��������� ����� ������ ����� �������� ������������� �������������� ��� ����� ������������������� ������ �$��������������������� ������ ����� ������� ��$���� �������� ���������������������� �����������(�����$���������������� ����������������������� ����������������� ���������������������������������������������(��� ����������$���������� ������ ��� � ���������������������)����������������������� ���$�������������������������������������������������� � �

������������ ������������������� ������������������������������������� ���!

��������������������� ����� ��$ ��������������������� ����������������������� ����������@�������������(��� �������������������������� � � ��������������������� ������������ ��������������� ��� � ����������� ����$ ��������������������������������� �������������� ������������ �������������$�����������������������������

' ������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� � �������������������������������������������������� ����� ���������

4����� ������������� ������������ ������� �������� ������������ ������������������������ ������������������������������� ��� � ���� ���������� ���������������� ����������������������������������� ����������������� ����������������������������������� ���

����������� �� ���������������������� � ����������� �� �����-�������������������������� �������������������������.�+0������������������������������ � ������������ ���������� ��������������������������������������� ��������������� �������� ����������.�.����������������������������� � �� ���"�������������� ����$ ������� ��� ��������������� �� ������ ����$ ������ �-�������� ����� ������� ��� ���������������� ���������������������������������������0�

Cámara decombustión

Compresor Turbina Turbina de potencia

EscapeAdmisión

Carga

Q

Page 31: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n
Page 32: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�������"�#����� ���$%���&$'�������������(����

�������)�*�����������!+�������!���������� ����������

T

s

2i

1i�1r

3i

4i

p2i

p1i

p 2r 4r

3r

2r

���'(��������������������� ������ ������- &/0�

( )41 �����

−×= �������������������������������������������������������������������-.� 0

p

V

Q H

W C

2

1

3

4

Q L

W T

s=cte

s=cte

T

s

QH

W C

2

1

3

4

QL

W T

p=cte

p=cte

Page 33: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����(��� ������������������������������� ������������������������������������� ���-+���.0%

�������

−−=−==�

����

��

�1

2

1 111η

��������������������������������������������������������-.�+0

� ��������� −= ����������������������������������������������������������������������������������������-.�.0

��������������( )

=

12

1

3γγ

��������

��������������������������������������������������������������������������������������-.�10

#������ � � ��� �������� �� ������ � � ���"��� � �� ��� ����� �������� ��� ������ �� ��� � ��� ��������������� ���-B�$(>B�"�0��'����� ��������������������������������������������� �-������.�10%

&�@�������������������������� ������������( ����������������������� ���������������(���������������

&�@�����������������������$(����������&�6����������������������������������������� ���&�@�������������������������� �� ���"��� ���������������

'������������ ��������������������������$�������������� � ������ �� ����� %

&��� ������ � ��������� ������(��� ������ �������� ��� ������$��� �&�@����������������� �������������� ������ ������&�B��� ������������ ���������������������

?�� � � �� � ������ ���� � ������ ����� ��� ���������� '�� ����� �� ������ ���� �� �� ���������� � ������������������������������������� ������������������������������ ���������������������������������������������� ����������� ������������������� ���� ��������� ����� ������� ������������������ ��� ������������� �������

'������� ��������������� ������������������������(��� ����������������� ��������������������� �����

6�������������������$ �����������������$�������������������� � ������� ��������� ���� �������� ������������������ ���(������

Page 34: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������� ���������������������

�������$ ������ ���������������������$ ���� ������������������������� ��� � ��� ��������������������������������������������� ���������������$��������$������������ ����-5���.�20��'������� �� ����������������������������������������������� ��� � ��� �������������������� ��� ������������ �������� �*!!CD����$ �������������� ������������������������������������������������$� ��� ������� �� ������������ B�� ����� ����� �������� �������� ��� �������� ��� ��� ���� ������ ������������������������������������������������������������������ ����������������������� ��������� ����� ����������������������������������� ���������

�������,����� ���������������������������

���������� �������� ���������

'����������������������������� �������������(��� ���������� ������ ����������������������� ��� � �� �������������������$(��������������� ����������������(��� ���-5���.�/!0��6���������������������� �������� ������������� ���"������������������ ������������������� ���� ���� ���������� ����� ��������������� �������������

��������-�*��������������� ���

T

ss1 s4as2’’ s3 s4’’s3a s4

2i

22’’

2’p2

3

T4

1

p1

pa 4’’ 4i

44a

3a

Recal

.

C.C.

Compresor

TurbinaWnet

Escape

Regenerador

Admisión

QH

Page 35: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���������� ������ ��������������������� �����������

D���� ��������������������������������������������� ��� ���������������������� ����������- �������� ������ ��������� ��0�� ����������������������� ����������������� ����������������� ����������������������������������

'�������� ����� �� �������� �� �������������� ������� ����$ ������ ��� ��������� ���� ����������������������(����� ��'������� ������� ��������� ������"������������� ��������������������� ���������� ���� ��$ ��������� �������������������

?������� ������������������������ ��������������������������������������������������������������� ����� ����������������.�//�

������������� ����������������.��� �������������� �������� ����

���� ��������

'�������� ���� ��������������������������������������������������������$������������ �����'���������� �� �� ����������������������������������������������� �� �������� �������"� �������� ��� %

&��D����� ��� ���������������������"���� &��D����� ��� ����������(��

B������������������������� ����� ����$����� ��$ ���������� ����������������� �� ��������������������������������������� ��������������������������������������������������� ������ ����� ���������" ��� ����� ������� ��� ������������� ��������� ����$����� ��� ���� ������ ����������� ��������������� ����$ ���������������������������

'���� ������ �.�/*���.�/9� ���� �������� �������� ��$ �� �������� �� �� ���� ��������� ��� ��� ������������������������� ���� ��������������� ����������������������������������� ����� ���� ��������������� ����(����� �����������������2!E������������� ��������"�����

Calentador

Refrigerador

Comp. 1 Comp. 2 Turb. 1 Turb. 2

C.C.

Wnet

QHQL

Page 36: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������* ����������/.��

�� ������� ����� � ����� ����������������� ��� ������"���� ���(��� �������������������������$ ������ ����������(��� ���� �������������� ��������

�������� ������� ������ ��� ��� ��"�� ����������� ����$(��� �������� ���� �������$���������������������� �������������������)������������ ����������������� ����������� �������� ��������� �� �$�� �������������� ����������������������������������������������������� �������������� ������������������� ����������������������������������������� ��� ��������������� ���������������������������B���� ������������ ������� ��� � ����� ����������� � ������ �������������������� � ����������������������������������� ��������������������������� ���

'��������������� ������ ��������������������������� ������������� ������������������� �$� ����������������"������ ������ ������� ��� ������ ��������"���� � ���� ������������������ ���������������������������������������� �������������� ����������������������"�������������������������������������������������������' ��������"������������� �������������������������� ����� ������������ �����������������' �������������������������������������� ������� �������������� ��� ��������� ������ ��������� �������� ������ ������������������������� ������������������������������������������������� ������������� � ������ ���� �������� �� ��

@��������������������� ����(����������������������������������� ������ �������������� � ������ ���������������"���������������������� �����$���������������.�9�*������������������������������������ ������������������������� �������������������������� ��������������� �������������������� � � ����� �

����������* �������0���

Estátor

EjeRótor

Estátor

Eje

Rótor

Page 37: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���D�������" ��� ����� ������� ��� ������"���� �-������.�/*0%

&����������� ����$(������������������ ������������� ���/%9���/%+������ ������� ����������������������� ���� ��/%/�+���/%*�+�

&��6���������������� ������� �����������!�/���;!������ ��)��� ����������� �����&��6������������������ ��������� ���������� �-���������������� ���� ����������� 0��������/%/!���/%/*�

���D�������" ��� ����� ������� ��� ��(��� �-������.�/90%

&���������� ����$(������������������ ������������� ���/%/�+���/%*�+��������������������� �� ��������� �������/%/�!+���/%/�*��

&�'��������� ������������ �+����� �*;!�������� ��)��� ����������� ������&�6���������������� ��������� ���������� ��������� ������������������ �������������/%.���/%;����������� ������ ��� �(��������� ���� ���������������� � ������ �� ��������������������������� ��������� ���������� �������� ������� �� ������� ���/%9!�

�� �������� ���������� ��������"������� ����������(��� ���� �������������������������������$������� ���������������������������������� �� ���������������$ ������������� ��� �������������� �������� �������� ������� ������� ������������� ���������������� ��������� ������������������ �� ������ ������� �������-����������������0��������������������������������������������������� ��������� ��������� �������������������������������������� ������������ �������$ ����������������������������������������������������������

�� �������� ���������� ����(����� ��������������"����� ��%������������������� ���������-������������������ ���0�����������$������������������� ��������"��������������������� ��������������$�������������������������� ���������������������� ���������������������������� �����$���� �������������%���� ��������� ��������� ������� ������� �������������������� ��� �������������������������������

'������������������������������ ���� �������������������� ����������'������� ������������� ��� ������������������������ �� ������ �� ����$�������� ����������� ��������������� ������� �����'������� ������� ����������� ������ �� ���������

'������� ���������� ����������������������� ������������������� �����$����������'���������� ���������� ����� ������������������������������������������������ ������ � ������������� ���

=���������������$���� ���������������(��� ���.�;����������������������������� �������� �����������(��������� ����������������"����%

���12

12

12

12

��

��

��

��

����

�����

����

�����

−−=

−−=η ������������������������������������������������������������-.�;0

B���� ������������� ��������������������������������������������������� �������� ��$��$ ������������������ ���������������������� ������

Page 38: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������������������� !�

'����������� ��������"�������������������� �������� �������������������� ��������������������������������B���� ��������������������������� ��� ����������� �� �������������(����� �� �' �$������������-5���.�/ 0%

&������������������������� ����������������������� ���-�����0&������� ����������������-� �$���0

'���������������������� ����������������������������'������� ���������������������� ��������� �������� ���������������������������������� ����� ���� �$������������ ������������������ ����� ����"�����'�������������� ������������������������� ��������������� ��������(�������������������+!,���������������������� ��������������������������� ���

�������������

�����������'������12������!������������� �����������3�!

���������������$ ������� ���������$������� �������� ������������������������ "�����$(���� ����$ ����� ���������������� �������$ ����������� ���� ��$������������������������������������������������ ����������������� �������������������������������� ������������ ������������� ����������� �������������-5���.�/+0�

'�����������.�/.� ���� ����������������"������������������������������ ��������"�������������� ��������������������������'���� ��� � � � �������������� ����$ ����������� ������� ������������������� �������� ������������� ����6� ���� ���������������� ���������������������������� ���� ��$(���-������4��������$���������5���/.0������������������������������������ ����$ ������������������ ��� �� ���������6� �����������������$ ������ ����$ ��������������������$��������-������'0������������������������������ ��� ���������������������� ������������� �������$�������-������D0��#������ ����� ���������������������������������������������������������� ��� ��$����������������������������� ��������������� ����������������������������

Page 39: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������� � ������������ ���������������� ����

'������������������������������������� �����������������������F� ������������������������������������������������� ���������������������������� ����� ������������������ ��������� ����$ ���������$��������� ����$������� �������� ������������� ���-������#0��'������ �� ������ ����������� ��� ���������� ���-�������� ���0����� ���������� �������������������������������$������������� ������������������������������-������@0��'���������������������� �������������������������� ��������� ��������� ��� ����$���$ ���������

����������*������������������� ������������

Rel

ació

nde

com

pres

ión

Curva de velocidadconstante

Gasto másico

A

B

C

D

E

Page 40: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

6� ��� �$��� ��������������������� ����� ��� ����� ����� ����$ ��� ������ ����� ��� ������������ ��� �� ������$�� �� ���� ������� ������ ���� � ������� ���� ��� ��� ��� �( ������ � ��� � �� � ����������� ������������������� ���������� ���

����� ���������"��

'����������� ����(������������������� �����������������������$������������������������������ ���� �$��������$ ��������������� ������ ����� � �$����� ���� ������� � ����� ��'�� ������ �� ��� � �$���� � �$������� �������������������$���� �-��� �������� �$������ ����� ������������ ����� �0������������������������� �$������������������������$���� ����������� ���� ���������������$���� ���� ����� �$������ �$���� � �������� ������� ������$��� ������ ��������"� � ����������$ ����� ������� � ������ �����������������������'�����������.�/1� ��������� ���������� �������������������� ����(������������������$�����

'��������������������� ���������������������������������������� ������������� �����������������������"���������������������������������� ����@�� �������$���������� ��� �� ������ � ���������� ������������� ��������� ��������� ��'���)��������� ��� ������ �� �$�����������������������)������������������� ������������������� ��(����� ����� �$���� ������������ ������������� ���������$�� ���������������������"�����������������������"�������������������������������������� ���B���� �� ������������������ ������������������� ������� ����$ ������ �������� ������ ������������������� � ���� ��������������������������� ������ ������� ���������������� ������� �� ����������� ��� ������������ ��������� ������� ���/%9!�

��������"��4������� �������0������������ ������������������

Page 41: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'���� �$���� �������� �������������� ����������-5���.�/10��� ��������������������������������������� ������� ��$�����������������"������������ ������������������� ����������������� ����6��������������������������������� �$���� ���� ����� �$����-5���.�/;0�������$���������"������������������ ������� �������������������������� ����������������������� �������� ��������� ��������� �$���� ��� ������ �������������������������$���������������������������� ����'��� �$������������� ��������"������������������� �������-5���.�/20��@���� �������� �$���������)���������������������������$���� �� �������� ���������������������������������(����'��������������� ���������� ������ ���������������������� ����� ������������������

��������)��5��������� �������0������������ ������������������

��������,��6�� ������������������������ �������0������������ ������������������

Page 42: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�����������.�*!� ��������� ������������������������������� ���������������������������������������������������������� ������ ���

'������������� ����� ������������� ��������� ����$������������������� ��� ������������ ���-���������������������������0�����������������������������$����������'������������������������������������������������ �������������������(��������� �������� ����������������������������� �������$����������������������������$�����

��������-�'�������������������������.��������������������� �������0���

V relativa al álabeV total de entrada

V de arrastre

Sentido de girodel motor

Álabes del rotor

V relativa al álabe V salida del rotor

V de arrastre

Álabes del estátor

V total de salida

Diagrama de velocidadesen el rotor

V de arrastre

Page 43: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����������������� ������������� �������� ���������������������������(����������������������� ���� ������������$��������������������� �� ���������$������������������� �������� ���� �����$���������� ��������������������� ���������$�����

@���� ������������������������������������� ����������������(���� ����������������� �������������������������������������������������-���������������������������0���������� ��$ �������������������������� ������������ ����������������

@���� �������� ��������������� ��������������������(������������������������������G������������������ ������������������������������������������ �������������������� ���

'������������������ �������������������������������������"������� ���� �$����������� ������������������������������"������� ���� �$������� ������������ ���������(��� ���.�2���� ���������������������� �������� ���� ��� ���������������������������������� ���-/0������� �������������-*0�������� �������� �����������������-90�

13

12

��

��

−−=σ ������������������������������������������������������������������������-.�20

D������������������������ ���!�+� �� ��������������������������������������������������� �$������������������������������������������������� ���������������������������������� ����� ���

'�������$���������� ������� ����������� �� �������������� ���!�+������ ������������������� ������� ��@��� ����������������!�+� ������������������� ���������������������������� �������� ���������� ��������������� ����������������������������������$ ����B������� �������� ������������������������������������������������������������������"�����$����������������� �� �������

#������������������������������������� ��������� ����������� ������� ��� ����� ����� ������������� ������� ������������ �������������@ "����� �������� ��(�� �� ������������ ������� � $���� ������� ��� ��������������� ������ ��� ����������������� ������ ���������������� �� ������� ����� ����� �� ������� ����� �� � ������������ �������� ������������������ � -��� ��������)���� ���=������!�10��B����������� ������� ���� ������ ����� ����������������������� ��������������������������� ������������������������������������� ������������������������������������������ � -� ��� ���������)���� ���=���� ����� ���!�;+� 0��' ��� ���� ����� � ������������ ������������ �����������������������������������������

F��� ����������� ����������������������������� ��������� ������ ��� ��������� ����� �������� ������������� ������������������������������������������������������� ������������������� ����������������������������������������������������������� ��������������������� ������������������� ��������������������"������������������������������� ����������������$(�������������������������� ���������������� ����������������������������������

'�����������.�*/� ����������������������������������������� ����(����"�����'������������� ��� � � �� ���������� ����$ �������������� ����� ��������������$ ���������������� ��������������� �����

Page 44: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����� ������� ������� ����������������� ��� ������"������������� �����"���������������������������� ��� ������ ��� �� �� ��� ������� �� ���� ��� �� � �� ������ � �����$��� � ����� ��������������������������������� ���

�� ������ ����������� � �������� �������� ������������������ ���� ���� �������� ����������(��� ��������,�����������$(������� ������� ����� ������ ����������� ������"�������������� ������������� � � ����������������������$ ������������ ����� ������ ���������� ������ ���������� ������������� ��������������������������� ���(��� �����,��� �������������������� ����

6��������� ����������������������������������������������������������� ������������������ ������������������������ ��G�������������������� ���������������� ���������������������������������������������������������� ���������������������� ��� �

������������������.������ ����������� �������0���

4$ ���������( ����� ������ ��������������������������������� �������������� ����(�������� ��%

&��D������������������������������������&��D�������������� ������� �$���� ����� �$���

Rel

aci

ónde

com

pres

ión

Gasto másico

Línea de carga

ηc =80%

ηc = 90%3.5

30.0

2.5

3.0

35.0 40.0

70%

6.0

4.0

4.5

5.0

5.5

ηc = 92%

80%

45.0 50.0

ηc = 70%

ηc = 60%

55.0

N/(θ)½�=�100% ��diseño

90%

Page 45: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@�������������������������������������� ����(���� ���� ����������������������� ������������$(������ �������������������� ����� �������� ��������������������������������������������������������� �������������������

����������%��� �� ��7������������������7�� ����������������� �����

'������� ������ ��������������������������$ ���� ������������������������������������������� ������� ����������$�������"���������� ������������������������ ��������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������ ������������� ����� ���� ����������������������

'������� ��� � � �� ��������� �$���� ����� ��������� ����� �-5���.�**0��� ���������������������$��������� �� ���� ��$�����)������������������������������������������������� ������������������������������ �����������@�����������$���������$����������������������� ������ ������� ��������������������� ������������������������� ������������� ��������� �����"������������������

#��� ���������������� �$���� ����� ��������� ����� ��������������������������� ��������������� "������ � �� ����� ����� ���������������� ������������� ������������������ ��� �������� ���� ��������@�����������������������������������������$���������� �$���� ���������������������������������$ ����������������������������� ��������� ������������� ��������������������������������������������

Page 46: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�����������.�*9� ����� ���������������������������������������������������������������������$���������� ������ ����� �$�����'���� ��� � � � �� ���������� ����$ ����������� ������� � ������������������ ������ ������ ����������� ��������������������������.�*/������� �������� ������ �������������� ��������� ������ ������������������� ����� ���������� ������������������������������ ����������$���������� ������ ����� �$������� ������

����������8�7.������.������ �������� �������0�������7�� �������� ���

���� ���������������� ��

��� ����� ���� � � ��� ������ ��� � ����� �� ��� ���� �� ������� ������ ��� ����� ������$���� ����� ����� ����������� ������ �����������������������

#���������� � �������������������������������������������� ���� ���������$��������(������������������������������� �������������'���������� �����(������� ����� ������������������������������������� ��������� ������� "�� ��$ � ������������������������������� ���������� ���� ������������������� ������������������������ ������������ ����������������������������������"��������� ������������� ��������������������������� ������� ����� ����������� ���������������� ����������������������������������������������B������ �����������$������������ ���������

120

100

20

40

80

60

40 60 10080

.94.96

.90

.80

.85

a=25º

35º.99

.98

120

140

45º

55º67º

140

79º

η/η0

η/η0 = cte a=

cte

Rel

ació

nde

com

pres

ión

G

línea lim

ite

asto másico

Page 47: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����������������������������� ����������������������������������� ������)������������ ������������������������

'����������������������$ ����)��� ��������� ���������������������������������������������� ��$����������������������������������� ����� ���������������� ������� ���������������������� ���'�������������� �����������������$������������ ��������� ������������������������ �������� ���� �"�������� �� ����������� ������������� ������������������ ���� � � ������������ ���������������������� ���������������������

�� �������� �������������� ����� ��������� ����������� ������������������������������("�������������� ����������(�����������������(��������������������F��� �������� �������������� ��������������������("��������������� �������������������������������� ��������������� ��� ������������ ������� ���� ������������� �����������������(� ��������������������� ����������$�������� ������������������������ ������� ����������� �������� �������������������� ���� ��� ��������������� ��$���� �������� �������� ������� ����� � ���������� �

��� ����� ���� ���� �� ������� ��� ���� ������� �� �� � ������ � � ���� �(�� �� �� ����� ��� ���� ���� ������ ������������� ��������������������������� �����������"��� � ���� �� ����������������������������������� �� ������������������� ��������� ���������������������������� ���������������������������� ��� � ����������� ����������������� �*!!!CD������������������� ���������������� $���� ������������������������� ����������������������������������� ����

B��� ��� �������� ��� ����� ���� ��� ����� �� �������� ��� ��� ����� ����� �� ��� ���� ���������������������������������������� ������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������B�����������������(�� ������������������������������������������������������������������������(������������������(�� �������������������������������� ������(��������������������� �������������������������������������� �������(� ���������������������(�� �����("������6����������� ��������� ���.!7����������������7��������� ����������������������� ��� � ����� �/!!�7���������������������������������������� ������������������� ������ ���� ��������� �� ���������������������� �/+���/1�7�����������/�7��������� �����

' �� ����� ����������� ��������� �������������� ��������������������������� ���� ������������������������������� � �������������������������� ������������������������������������&����� ��������� ��"��� ������������������������������ ��� ����$������������ ��������������������������������������� ����������������������������� ��������� ����������������$�� �������������������������������������$�����

D�������������������� � ������������������� ��$���� ����������������������� �� ���� �$������� ���������������������� ��������������$��������������������� �����������������������������������

�����$������������ ���������� ���������� � ������ ����� �� ������� ����������������������������� ����������������22,������������� ��� �������������������2+,���������� �� ��� ���������������������������������6�������������������������������� �������������������������������������������$��������������������"������������������� ��������������� ������������������ ������������ ������������������$����������������������������������������

Page 48: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

?������� ����� ������������������ ����"������� �������������� �������������������$������������������ �� �������� �� ����������� ,���� �������������� ����� �������� ������ ����������-�������������/!,0����� ���������� ��������� ��� ��������� ��� ���� ����������������������� ��� ���������� ������������������������������������������������ �������� ������������������� ���������� �� �� � ���������� �� �� �� ��� �������� �� ��� ������������� ���� ���������$� ��� ��� ������ �������������� ��

@��$ ������� ������� ��� �������$������������ ��������� �������� ��� ������������������������������������������� ��� ����� ����� �������� ��'����������������$ ������$����������� ��������� �����������������������������������������������$�������������B���������� ��� �� ��(����� ������������� ��������$������������� �������$ ��������������������� �/!!!!����� �D����������� ������� ����� ���������$ ��"��� ��$��������������� �� �� ����� �� �

?������� ����� ����������������������������������������� ����������$������������ ��������������������������������������������������� ���������"���� � ������� �$���� �������������������� ��������������� ����� ��� ����������

B���)�������������������� ����$����� ����������$ ����� ��������������������� ������� ������ ���� ������ �������� ����������������������� ��'��������� ������������� ��� �������������� ������� � ������������ ���������

�� ��$���� �������� ���� ������������������������������������������� ��� � ������������������ ������� �$�������� ���������������������� ���������������������������������������� ����������������������������������������� ���������������� ������������������� �����������$��������� �$���������������������������������������������������������� ������������������������������ ������ �������������������� ����

���������������� ������������������� ���������������� ������������������ �������������������6�������������������� ��������������������� ������������������������� ���������������������������������������������������������� ������������������������������� ��$(�� �������� ���*!!!CD����������������������� ��������������������������������������� ��(� �������������B��������������� � �������������� ��������������������9!,�������� ���������(�����������������$ ���������������������������� �����' ����"����� ��������������"������������������� ����������� ����������� ������������$�������������������� ������������������������ ��� ������������������������ ����������������� �������B������������������������������������������� �����������������������$������� ����������� ������������������� �

�������� ��������� ������������������������������� ��� � �������� �������������������(�� �������� ������������������������� �������������������������������������������������� ��� � ������������� �� �$���� ��� ��� ��������6�������������� �����������������������(�������/+!,���������� �������������:�������������������������� ������"�����������������������"���� �������� �������$ ��������������������������

'������������������� ���������������� ������������� ��������������������������������������(������ !!,����������� �����������������������$���������� ���������������������������������������� ��� � ��� ������ ��������� � ��������� ������ �$���� ��������������������������� �/!!!CD��#���

Page 49: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������� ������������������������� ������������ ��������� ����� � �������� ������� ���������"������ "��� ���������������������������������������

B���)������������������� ����� ����������� ����� ��� � ��� �������������� ������� �������������������������

��������������������� ��� ���������������������������������������������� ������ �����������$�����'������� ����� �"��������$��������� ������ ��� ��������������� ������� ��$����� ����������������������� ����� ��������� ������ ��� ���������������������� ���������������� ������������ ����������� ����� ���� �������� ����������$�������������������������������������� ������� ��� ���������� ������������������������������������:��������������������������� ���@������������� ����������������������������������� � ��������������� �������� ��� � ������������������ ���������������

��#������� �������������������$!�����

'( ������� � ���� ����$���� �������� ����������������������� %

&��D$���� �������� ���������� &��D$���� �������� �����������

�����������!�*7 ��������� ������������������

Page 50: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�� ���$���� �������� ���������� ������� �.�*9�-�����0�� �� ����������)����������������������������������������������������������������������������� �������������D�������������� ������� ����������+���/.��$���� ����� ������$���� �������������������� �$���������� ����������� ������������������ ������� ����������������������������������������� ��� �������� ������������������������� ������������������� �����������������

�����������!�9 �������������7 ����������

���������� !�5�2�� ������7 �����������������

�� ��$���� �������� ������� ������ �.�* �-�����0��� �$�������� �����������������������)�������������������������������� ������������� ����'������������������$������������ ���������������������������������� �������� �� ������ �� ��� ���� ��� ������ ��� �� ������� ���� ���� �� �������� � ��� �� �����������������������������������/!���*!��'�� ������� �� ��$���� �� ��$ ������������������ ��$ �"������ ��������������������� ����������������������� ����������������� ������� ��?��������������������������$����������������������������������������������� ������ � ��������������� �����������

Page 51: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���������� !�5�2�� ����������7 �������� ������������

��#����%���$� ����� ������� �������������$!�����

'�������������������������� ������( ������� ������� �������$(����������"��������������������������������������������������� ������� ��������� ��"��� ����������-���������������������������� ������� ����0��������������������������� ���������� �����������$������������ ������������ ������������������������������ ������������������ ��� ������ � ����� ���������������� �

����������8�7.���������1������� ��������������� ����������

Inyector Encendido

Aire de refrigeración

Aire primario

0.25

100

0

50

150

200

1.000.50 1.250.75

Rel

ació

nai

re-c

ombu

stib

le

Gasto másico de aire kg/s

Límite pobre

Zona estable

Límiterico

Page 52: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�������� ������ �� ��� �� ������ �� ������� ������������������� � ��� ��������� ��������$�������� ����������� ������ �$���� ����������$�������������$�����

6���� �������������$���������������.�*+����������������� ��"��� ��@ "�� ��������������������������������������������������� ����$ ���� �� ��������� ��������� �������������� ����� ��� ������ �� ��������������������������� �� ����� ������������������������������������������ ���������� ��������������������� ������� ����� ����� ���

'�� �������� �������� ��� ������� �$� ����� ������������������ ������ ��� �$������������ �������������@ "�������� ���� ������������������������������� ����������� ��� ���������� �����������$������������������������� ����� ����$ �������������������� �������� �����������������������$ ��������

'����� ������������ ����������� ��� ��� �������$���������������������� ������������������������������'�������������������������� ���������$������������ ���� ������$������������� ��������������������������������������� ��������� �������������

6��$���������������������������� ��������������� ��$����� ������ �������� ���� ��� ��� ������������ ���������������������� �������������� ���$(������������������

'���� �������� ��������������������������� ��������$����� �������� ���������������������� �������������������&����� ������������������@ "����������������������������� ����$��������� �����$��������� ����������������$ ������ ������������$������������ ������������ ��������������������������������������������������������� �������������� ����$ ��� ������$�������������$ ����������������������������� �� ����� ���������������������� �����������$��$ ����������� ��"��� ���� ������'����������� ����� �������� �� ��� ������������������������ ����������������� �� �� ��� �

��#�����&���������� ����$!�����

'�����$��������������� ��������� ����� ��������������������������������� ���������$����������� ���� ���������������� �� � ��������� ��� �� ��������� ����� ��� ����������6���$������ �� ������������������������������.�/!��������� ���������������������� ������������������$����������� ��������� ������� ������������� ����

��

��

×= ������������������������������������������������������������������������������������������������������-.�/!0

D�������$ ������ ��������������$ � ������� ��$���� ������� ������������ �������������������������� ��� ����� �� ���������������������� �

�� � ���� �������� ���������������������������� ������� ��������� ��������� �*!!!!����� +!!!!�78>�9�����'���� ���������� ��� ����� ����������������� � ���������������� ������� �������������������� �� �������������� ������� �� ����������������������������������� �� �$���� �������� ����

Page 53: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��#������������������$!���$ �

�������������������� ��������������� �����" ���������� ������������������ ���������$�� ��� ������� ����������������� ���������� ���� ����� ����������������� ���������� ���"����

������������������� ���������� ���� � ���� ������������������������������������ ������������������������ ����������������� ������� �� �������� �������������������������������������������

��������������� ������ ���� ��"��� ��� ������������������������ ������������������������ �� �� � �������������������������������������������������� ��������������$��������� �������������

'( ����� ���� ��$ �� ����������� �������� ���� ��"��� %

&�������������&��������������

'��������������������������� ���������������������� ����� ���������������������� ����"����������������$������������ �����H����� �����$�������������� ����� ����������������������� ����������� ������������������ ����� ������������� ������������������������������� ��������������������������������B���������������������� ������� ��� �����������������$��������������� ������� ������������������������

�������������������������� ��������������������-5���.�*.0�������������������� ���������� ���������������������������� ���������������������������������� ���� ��� �������$�������������������������"��������������$������������ ����������� �����������'( ���������������������������������������� ����������������������$��� ������� �������������������������� ����������� ������@� ��������������������������������� ����������� ������������ ����������� ����� ���������������������������������

����������: �1��������/.��

CAMARADETORBELLINO

EMBOLO

CONDUCTOANULARPERIFERICO

Page 54: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

������������������������ ��"������������������������������������-5����.�*10������������ ����� �� ��� ��������������$(���������� �����������$��������������������������������� ���������������$������������ ����� ��� ����������� ���� ��)���������������������������� ���� ��������������������' ��������������� ������������������� ����������� ����������������� ������������������������������������� �������� "�����������������������

��������"��: �1��������������������

CONDUCTOANULARPERIFERICO

CAMARADETORBELLINO

RETORNODECOMBUSTIBLE

��������)��'����1���

Mezcla airecombustible

Cámara decombustión

Combustible

Aire primario Combustible

Mezcla airecombustible

Page 55: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'������������-5����.�*;0������������������ �������������������������������������������$����������� ����������������������������������������������������� ��� ����� ��������������������� ���

'�������������������������� ������ �� ������������ ���������� ��� ����������������� ����������� ��������������������������������������������������������������������������� ��������������������$������������ ����� ��$����� ����������������

B������������������������������������� ������������������� �����������$������������ ����������������� ������ ��@��������������������������� ��� ���������������������������������� ��������������� ��� ������������������������������������������������������������ ���������������������������������������� �������

@����������������������$������������ ����� ������"����� ��� � ������������������������ ����� ���������������������������������� ����� �� ������ �������������������$(����� ��������� ����� ������������������������� ����������@ "��������������������������������������� ����� ����������� ��(����� ���������������$������ ����� �����������������������������������������������������������������������$������������ �������$�� �� �� �������������������������������������� ������� ��������������� �����������������������/!,�

��#�#��'������������������

�������������������� ������������������������������������� ��������� ��������������������������$������������ ���� ������������������������������� ��� ��������������������� ������������'�� ������ �$��������������������������������"��������������������������

B����������������� ������������������� ����� ���������������� ����������������������$�������������������������������������� "������������� ������������������������ ����������� ������������������������������������������������������������������������������� ������������������� �������������������B������������������������������������������ ��������������������������������������������������������������������� �������� ����������������������������������������������� ���������$���������������������$���������������� ��� � ������� �

��#���������(!���� ���!�$���������

'������������������������ ����� ��������$�������������������������������� ������� ����������������������������������������������������������� ���������������� ������������

'���������� �������������������������� ������������������� ����� ����������������������� �����������$ ����������������������������������� ������������ ��"��� ���� �������B������������������������� ���( ������� � ������� %����������������������������������������������(������������������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������������� ������ ����������� ��������������&������ ������������������ ������ ��������������������������'������� ������������������ ���(���������$ ����)��� ����� ��������������������������������������

Page 56: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n
Page 57: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������!�$������� !)�����

�� ������� �������������� ������ ������ ��������������������� ��������"�������������������������������������$���� �������������������������� ���

'�������� �������� � ��� ��� �$������(������������� �������������������������������6��������������� ��������������������� ����� ������������ ������� ����� ������������������������ ��6�������� ���������������� ��(���������������� ����������������������������������$ ������������������������������ ��������� ������� ����������(����� ������������������������������ ��� ������� �����(����������� ��(���������������� ������� ����� ������������������ ������������������������������������� ��������������������������������������������������� ���������������� ����������� ����������.�9�/�-5���.�/ 0�

��������!�$������� !)��"��

�������������������(��� ���������� � ��������������� �������������� ��B����� ���������������������$ ������ ����� ������������������� ������������������������������������������������������������ ����������������������������������� �$�������� �������������������$���� ����� ���������������� ����� ������������ ����� ��'���� ������ �.�9!���.�9/� �����������������������������(������������������$�����

'���� ������� ���������������( ������������������������������������� ������� ��� ����������(������ ����������� �� ���������� ��� ��������- ������0������ �������� ���������������������� � ����������������������� ������������ ���������� ��������� ������� ������������������������������ ��������������������� ������ ������������������� �

'����������������������������� � ����������(��� �������������������������������������������������������������������"����� ���������������� ���� �$�����'������������������������������������������������ ������������ ���������������(��� ������������� ���� ����

@���������������� ������� ��� ������� ������� ����������(���������� ������������������������������ ���� ��������������"���� ������������� �$������ ����� ���� ������ �� ��������� ��������������"��������������������������(������������������� ���� �����������������������������@������������������� �������������+!,� ������������� ����� ������ �$���� ��?������ ������������ ������� �������������������������������������������� � ���� �������������������� ��� �������� �- � �������� �����(��� ��������������0������(������������������� ���� ����������������

'������� �����(��� ����������������������������� �������������"���������������������������� ��������������� ���������������������.�9*�

'������������� ����������� ���������� ������ ���������������(������������������� ���� ����������������������������'���������������������������������� ������� ����� ���������������������� ���������������������� �����������������(����@���� �������������������������� ���(��� ������������������ ������� ������ �������������������������������� ���������������������������������������������������������-��0��I ��������� �������� ������� ��������������������� ����-����0���������������������-����0�����������������������������

Page 58: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������-����� ������������ �������.�����0���

�����������#������������7�� ����������� ���

Page 59: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@� ���� ������������������������ ����������������(��� �������������������������������������������� �������"������������������������������������������ �������������-����0������� �������� ������������� ���������������������� ����-����0������������������������������� ��������������-����0��'�������� ������$ ��������������� �������� ���������������������-��0������ ����-����0���� ������ � ��$���� �� �� ���� "� �����$��������������� �� �� ������ ����� ������ ������� ��� ����� �

����������'��������������.�������������������������� �����0���

D�������������������� �������������� ���������������� ������������� �����������( ��������������������������$�������� ������� ������������������������������ � ���� ����������� ��$�����

'�����������������������������(����������� ����� ����������$���������������.�99���'���� ��� � � � ������ �������������������(��� ���-�������������������� �����������������0��'���� ������� � ������ �������� ����������������������� ����� ������ � ���� ������ � ����� ������������������� ���������������������������������������������� �����'������������������ ���������

V1

Toberas deestátor

Varr

Vsal

Vrel1

Motor

sentidode giro

Varr

Vrel2

Vfin

Page 60: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����(������������ ������������������������������������ ����������������� ����(��� ���������� ����������������������� �������������������������� �$���� ���������� ��������������� ���� ������������ �������� �����������

B�������������������$(����� ����$ ��� ������������������ ��������� ����(��� ������������������������ � �� ���������� ��� ���)�� ������ �� ��� �������� ��� ������ �������� ����� ����� �������������������������������������� ����������'��� ����� �����������������(��� ���������� ���$ ���������������������� ����������������������������

����������* ��� ������������ �����0���

'����� �������� ������� ����� � ��������������������������������������� �������������� �������� ��������������� ���� ���� ����������� ����������� �����

?���������� ������ ������������ ������ ����������������������������������������������������������������������$(������ �������������� ����� �������������������������������� ��� � ���������� ���������� ����������������������������

Relación de expansión p03/p04

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

0.4

0.6

0.8

1.0

Obturación de la turbina

N/(T03) (para el valor de diseño)0.8

1.0

0.4

0.61.0

0.8

0.4

0.61.0

N/(T03) (para el valor de diseño)

m(T

03)½

/p03

(par

ael

valo

rde

dise

ño)

nt

Page 61: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� � ������ ������������������������� �������������� ����������������������������������������������"����� ��������� � ������ ������ ���������� ������������ ���� ����������������������� ������ ��������������������������������������������� ��� � ������������������������������������� ����������������������������� �����������������������$�����

�� ������� ���������� ��� ��� � �� � ������ �������������� ������ ������������ �� ��� �� ��������������� �$���� ����� ������� ���������������������������������������� ����� ��� ������������������� ������ ��%

&����������������� ���������� ������������ ����$ ���&������(��� ��������� ������$����&��B��� ����������� ������������������"����� ���������������������������������������������������������� � �

&����������������������������������������� �$���� ���������������������������

J����������� ����������������������������������"�������������������� ����������������������� ��������$ ���������������� �������� ����(���"����������� ��������������� �$���� �������� ���������� �'( ������� � ������ ����������������������������������� ��������� ����(����� ������������ �������������������������������������������������������������

'�������������������������������������������$ �������� �������������������������������������-5��.�9 0������ ���������������������*,������ ����$ �������������������������$���� ������������������������������������� �$���� �������*!!���9!!CD������������ "������ ��������������������������������� ����������������� ��������������� �/9!!CD�����(���������

����������������������������������������������

����������:�� �������.��� ����������������

'�����������(������ �� �����������������������������(���������$������������������$ �������� ����������������������� �������-5��.�9+0��������� ���������������������������� ���������������� ����$���������� ������������������������(�������� ������������������������������������������������ � ��' ����������� ������ �������� ������������������ �� ������(��������������������$���������������$ �������������� ������� ������" ������ ���������(���������$������������������������������� � �

'������������������"�������� �$���� ��������������� ���������������$ ��������������� �������������� � � � ��������� � ���� ���� ������ �� ����� � � ��� ������� �� ����������� � ��� ���� ��������������'������������������ ����� ������������������������������ ���� ��$����������� ����������������� �� �������� �����������

Page 62: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������:�� �������.��� �������������������

?�� �� �� ������ �� �$����� �� ��������������������������������������������������������������� ���������� ������ ������� ����������������������������� ����� � ������ ����������"��� ����� $���� ����� ������� ����� ������ ����� �������� �

���� ����� ������������������������ ������� ���

�������� ������ �������������� ����������������������������� �� ������������������� ���� ������ ���� �������������� �������������� ������������ ������� ����������� ������������� �����/292������� ����� �������������������������� ���������������������� ��@���������� ������������������������ � ��������������������������������������������� ����������������� ���������� ����������� ���������� � ������� �������� ������� ���������� ������� ����������� �

�� ������� ����������� �� ���������������������� ������� ��������� ������ ��������������� ����������� � ��� ��� ������ ������������� � �� ��� ������������ ��� � ���������������� ���$ ������������������ ����������@ "�� ������������������������������������������������� ����� ����������� ������������������ ����������?�������� ���� �������������������� ������������������������������������������� ������@��������� �������������� �������������� ������������������ �����������( ������������� ����������������� ������ ���������������� ��#����������� � ��� �������� �� ��� �������� �� ��� ��� � ������ �� � �� � � �� ��� ���� �� ��� ������� �� ��� ��� ������ ������

�������������������������� %

−=2

20

210 ��

��� ����������������������������������������������������������������������������-.�//0

������� ���������������� ��������������� ��� � ����������� ��������� �������

��� �������������

�����

Page 63: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

B���������������������������������� %

������

������� ���������� �

������

������������������������������������������������������-.�/*0

@ "���� ��������������������� ���� %

0

010

2�

��

����

+==η �����������������������������������������������������������-.�/90

6� ��� ����������������������� ��������������������� ��������������

���#����"���������� ��������

����������� ������������� ��������"���B������������ ����� ������������

���� ������������������

�������@ "���� �� �������������������������������������� ������������������������� ���

'���� ���������� �� �������� ����������������� � ���������������������$����������� �������������������������������'������������ ����������������������������������������������$������������������ ������������������������$��������� ������ ��'������� ������� ���������� ������ � �������������������� ��� � ���� ������������������������������� "�����$(���������������������������������������������������������� ���� ��������$���������������$�������� ������������������������ ���' ��������"�����$���� ��������������� ������������������ ���������� �� �������� ��� ������������ ������������������������������������� �������������������� �

6�� ���������� ��� � ������ ���������� ������ %

&������������������&���������������������������$��&��������������������������

��*����% ��!�$�������

'����� �������������� ��� ������� �� ���������� ��������� �� �������� ����������� ���� ��������������������������� ����@�������������� ��� � ���� ����� ���(�������� ��������� ������� ������������������������� ������������������������������ � ����������������'�����������.�9+� ��� ���������������������������������������������� ��������� ��$ �� � ��%

&������� ��&����������������������� � &�����������

'���� ���� ��������������������������� ��������������������������������������������� ��������������� ���� �$������ ������������������� ������������������������� � �� �$�������������������� ��������$������������ ��������������������� ����� ��������� ������� ������� ��� ���������� ���� ������� �������������� �

Page 64: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��� �������� � �������� �� ����������������������������������������� �� ��� � ���� ������������������������� �������������$����������������������������� ������������������������������ ���������(������������ �������� �������������������������� �������� ��� � � ������(���������������

����������5�� ���� 7�������������� ������

��*����% ��!�$����� ��

B��������������������������������� �������� ���� �������������� �����������������'������������������ �� ������������������ �������� ��� � ��(���������$ ���������������������� ��������������������������������������� ������������ ����' ��������������������� ���������������������������������������� �����"�������������� ���� �����������$������������ ����

@ "�� �� ������������������ �������� ��� � �������������������������������������������� ����� ��������������������������� ����� ��� ��������������� ��������������� ��������������������� � ����������� ���������������������������������� ������

������������������ ���������������������� ������������������� ������ ����������������������������� ������ ������ � �������������� ���������$������������� ���������� ��' ������������������������� ��������������� ������������ ������������������������� �������������������������������������������( ������

B���� � ������� ���� ��������� ����������������� %

&���������������� � ������������������� ������&���������������� ����������������

'���� ��������������� � ������������������� �������-5��.�91�0�������������������������������� ����������������������� �������������������������������������������������������� ��� � ��� �����������������

'���� ��������������� �����������������-5��.�91�0���� ��� � ���� ����������������������������������� ���������� ����� ����� ������������������������ ���� �$����������������������������� ������ ���

difusor compresor

cámara de comb.

cámara de comb.

turbina tobera

Page 65: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������"��!���� ������������� �1���

�������"� !���� ������������.���� �1����

�������������� ����������������� ������������������

ventilador

aire

aire

compresor

cámara comb

turbina gases de scape

tobera

tobera

tobera

ventilador

aire

aire

compresorcámara comb

turbina gases de scape

toberade escape

Page 66: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�� �� ������� ���� ��������� �������� ������ ������������ ���������� ��������$������

@����� ������� ����������������)���$ �������� �� ��"��%

&��'������������������������������� ��������������&��'������������������������������� ��������&��@���������������������� �"�&��H������������������������������ ��� � ������������������������

@������������������������������ ����������������������������������������������� ����������������������� ���������$��$ �������������������������������� ��������������������� ������� �����������������������������������@��������������������������� ���������������������� ������������������������������� ����������$ ������ ��������� �������������������������������������������� ��� � �����������'������������������������� �"���� �������������������$��������$������������������������������������������ ����������������������������������������B������������ ��� ������������ �� �� � �� � � �� ��� ������� �� ��� �������� ��$� ���� ���� ��� ��� �������� �������� �$���� �

��*����% ��!�$+, ������!�$�)�

'����������������������-5���.�9;0������������ ��� �������������������������������������������������� �������������������������������������������� ��������������� ��� � ���� �������������� ���������������� ��J��� ��$ �������������������������������������������������������������� ����������������������� ���������������� ���������������������

������������ ���������� ������������� �

6�������������� ����������� �������� ������������������������������������������� ����������������'����� �������������� �����(������������2!,����������������� ������������������������� ������������������$����������������������������������� ����$����� ����������������'������ ��� ��� ������������������������������������������������������������� ��������

hélice

difusor

compresor

cámara de comb.

turbinaejehélice

turbinapotenciaparhélice

gasesescape

tobera

Page 67: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'�� ���� ����� ��������� ���� �� ������ -/!,0����� ������������������������������������� �������������������������� � �

���� �� �� � �������� � ������� � �� ������ �� �� � � ������� � � �� � ������������� � � ��� �������� ������ ������������ ����� ���"������������������������� ����� ��� ��� �� ���� ������� ������������������������������#����� ������� ����������� ���������������������������������������������������

����������������������� ������������� ����������(����������� ���������� �������� ����=���!�+������������������������$���������D������� ���������������������������������������� �������������������������� �����$�������������������

��*����&� !�������� ���� ����� ������

@������������������� ������� ��� ���������������������������������$������������������������� ������� ����� ��' ���������������������������������)�������=����-=0���������� ��$ ������������������������������������������������������ ������ �����-���������������������������������� ��0%

&����!������������ �������� �������!/������������ � �� ���������/������������ ����� ��������"/������������ � ���� ����

'���� ����������������� ��������������������������������������������� ��� �$� ������������������������������� �������� ���� ����������� ���� �$������������������������ "������������� ������� ������������������� ���

'������������� ���������������������������������������� ��� �������B��������� ������ ��������������� ��� �������������������������������������������� �� ����� � ���������� ������ �$������������������������������������ ��������� ������� ��@ "%

&��'����������� �� ���������� ���� ���������������������������������� �������������&��'����������� ���� ����������� ��� ��� ����� ��������� ��� ����������� ���� ���������������������������������

&��'��������������� �������������������$�������� ����������������������������� ���

'�� �� �������� ��������� ����� ��$ ����������������������$�����@�������� ����� ����)���������������������������������� ������������������������������� ����@�������� ���������������� ����)������������ ��������������������������������������� ���� �$�����'����������� �$�������������2!�,�

D���������������� ������ �� ������������� ����� ��$� ����������������� ������������"�����������'������� �������� ������������������������ � ���� ���� ���������������� �� ��$������� ������������������������������ ������������� ������������������� ���������� �

Page 68: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�������� � � ���� ����� ��� ����� �� � $���� � ��� ������ ��� ��$�� ���� ��� � ������� � �� ������ �� ���� ��'�������������������������������� � ����������������� ��������� ������������=���!�;�������� ���������������� ������������������������� ����(�� ���=����!�+

'������������� ������� ���( ����� �������"� %

�� �� ���� �����������"��� ������� ������������� ��� ��%

�������������������������&�����������������������&��������

��������,�� �������������

����������$ ������������������������������������ ��������� ������������������.�92��@��������������������� ���������� ����������� ������� ��������������������������� ���������� ���$ �� ������� ������� ������� ������ �������� ��� � ����������� ������������������������������������������ � ������������������� ���������� ��� �������

B����� ����������������������������������������������� �� ������������ �������� ����� �� �������������� ����� �������������$��������������� ������� �������� �������������� �������@������������� �������� ������ ������������������������������������������������������� ��� ����������������� �������������������������������������������������$���������������������� �����������������

������������ ����������������� ��� ���������������������� ����������������� ���������������������� �������������� ������ � �������� ��������������@���� �������������� ���������������� ����������� �������������� ���������������������������������� ����$������������������������������������������$(�����������������������������'��� �� �������� �������� ������������������� ������������� ���������������� ������

@��$ �������������� ������� ������� ��$ ���������������������������������������������������� ������� ��� ��$�������������� ������ �������� ���������������������������� �������� ��

Page 69: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������������6��������� ��� ������� � �$� ������� ��������� ������ ������ �� ��� ������� ����� ��� �����������-���������� ���������� �� �������� ������ ����������������0�������������������������������� ���$(����@������������ ��� ���������������������� �������������� ���������������� �������������$����)��������� ����������� ��������������������������������������������������������������� ����$ ���-���������� � 0������� �����������

@������������ ������ ��������������������������� ���� ����������������������������������"� ������ ������������� ������B������������������������ ���� ���������������� ������ �������������� �� ��� ������� �����������-� ���� �� ����� ���� � ��� ��� ������ .� !�� �������� �� ���� �����������������&���������

�������-�� �������������$���������

?���������� ������ ������������������ ����������������� ��� ���������������������� �������� ��� � ������������� ���������������������$����������=����� ���� �������������������� ������������������������������� ������������������� ��������������������)������������ ����������������������� ���������$��������� � ���� ���� ���������������

@��������������� ����������������� ��������� ���������� ������������ �������������������������������� ���� ���������������������������������� ������������������� ����� ������������� ������@������������ ���������������������������� ������ ��������������� ������ �� � %

&�6� � ������ ����������������� �������� ������ ����� ������������� �������������������$��������� ���� ���� ��������� ����������������������������������$��6������� ������ ������� ������������� ������ ������ ��� ��������������� ����$��� ������������� ��� ��������� ������ ��$ ���� �����

&�6��������� �������������������� �� ��� � ��������� ��� ��������������� ������������������ �� ����$����������������������� ������������������������������������$��'�����)����������������������$���������������������������������������������$����������������� ��������

garganta

Page 70: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������������������� ����� ����� ���� ������� ������������ �����������������@ "�� ��� ���������� ����������� ����������������� ������ �����������$������������ ���������� ��������� ����$���������������� ���������� ����� �������� ���������� ����������� ���� ��������� ���������������������������� ���� ������K�� ������ ��������������������������� � ���������������������������(��� ������������������ �� ��������� ��������$���������������������

&�6������� ����� ����� �������������������(����$�����(�� ������� �����������������$������������������������������ �������������������� ������������ ���� �����������(�������#��������� ����������� ��� �������$� �������������������������������������� ����������������������������@ " �� ��������� ���� ������ �( ��� ���� ����������� � �� ������� � ���� ���� � ��� ��� ���������������� �������������������������

' � �� ���� ����� � � ����� ��� ��������� ������� ��� ���� ������ ��� ������� ���� ��� ���� ������������ ������������ ����������������� � �� ��� ����� ������� ��������������� ������������������������ ������������������ ���� ���� ������������������������������������������� ������� ����� ��������������� ���

��*�#��&��������������!)�

�� ����� ��� ���������� �������������������������� ����������������� ��������������������������������� ������������� ���� ������������������������������������6������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������� ����������������� ������ �������������������������������������$ ������ �������� �

'( ����� ���� ��$ �� ������� ��� %

&��4������������$���&��4����������$���

'������������������� ����� ��� ���������������������������$����-5���.� /��5���.� *����5��.� 90���� ������� ������� ������������>������ ��� � ���� ���� �- ��)�� �������������������������������������0��������������������������������������������� ���'�������������� ��� � �� ��������� ��������������������(��� ������������ �����

�������������(�2���������7 ��

entrada de aire

ventilador

inversor

inversor

aire invertido

aire invertido

turbina gas

escape invertido

escape invertido

Page 71: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������9����������.���

������������#���������������������.���

Page 72: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�� �����������$���� ��� ��� ��� ��� ������������ �� �� � �� � � �� � ������ ���� �� ���� ������ � ������������������� �������� "� ��������$��������������������'���������� ����������� ��� � ���� ������������������������������ ������� ����������������� ������� ���� ����?�� ��� ����������� ���� ��� ���������� ��������������������� �������������������������������� ���� �����$��� �

��������� �� � ���� � ������������������������������������ ��������������9!������+!�,������������������������������������� �������� ������� ���� ��������������

��*�������������������.�����

����������$�����������������������) ���� �������������$ ����������������������� ������ ����������� ��������������������� �������� �������(���������� ����������� �-���� ������ �� ���������� ������� �������������������� �� ������ ��������������������������������������������������� ������������������� �����������0������� �� ����� ��������� ���������� �

'( ����� ������� ��������� ������%

&��L�� ���������� ���� ������������� ��&��F��� ���� ����������"��� ����� ���� �� ������������������� ������� ����������������������������������������������������������� ���

�����������$ ���������������������������������������������� ���������������������� ����� ��� ���� ���� �������� ������������� ������������������������������ ����%

&��L�� �������� ��������(�����&��L�� �������� �������������

�� ���� �������� ��������(������ ����� �� ���� ����� ��� � ���� ������������������������������������� �������������������������������� ������������������� ���� ����� ��� � ���� ����� ������ ��������������� ��������� ����� ���������������������������������������������������������������������������������� ������������ ������������ ������

@��������� �� ��������������� ����������� �������������������������������������������������� ��������������������� ��������� �� ������ ��'���� ������� ��������������� � ����������������� �������������� ����������� ������ ����������������� ��� � ���� �������������������������������� �����������$������������ ������������� �����

�� ���� �������� �������������� ������������������������������������������������� ������������� � �����������������������)�����-��������������������� ��������$������������ �������������������(��� ��0�������������� ���������� �-������������� � ��������� ��������������� 0�������� ����������������� �����������������-������� ������������������������������������������ $���� ��������� �������������� ����� ��� ����������� ������� ���������������� �������� �������� ���� ���� 0��������� ��������� ��$ ���������� �������� ���������������� ��

�� � ������� ������ ����������������������������� ������������� �� ���� ������������������������������ ����� ��������� ������� �������������� ����� ���������������������������� ��������������

Page 73: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

B������������ ���� ����� ������ ������������������������ �������� ������� ���� ��������������������������������� ������ �������������� ��������������� ���������� ��������������������� ��������-���������� ��� ������������������ ��������������� ���0����� ������ �������������

'������� ����� ���� ��������� ��� ���������������������������$ ������������ ��� � ����������������������) ������������������ �������������� ��������� �����������B����������������������� �����"�� ���������������������������-������������������������������� �0���������������� �������������������� �$����-������� ����������������������� ������������ �0�

���� � ������ ����� �������� �

��������������� ������� �������������� � �������������������������������� ��������� ���������������$������������ ����������� ������������������$������������������� ���������� ������@� ���������������������������� ���������������� ��$���������������������������������������������������������������������� ����� ������$��������������������������������������������'���� ����$ ���������������������� ��������� ���������� ���� ���������������������������������������������������#���������������$����������������������������������������� ������������$������������������ ��� �

B��"������������������������������������������ ����������������������� ����������� ����� ������ ����� ���������� ��� ����������� ����� ��������������������������������� �� �(������ ���"� ������ ������������������ ������������#���������������������������� �� ���������������������������������������������������������������� ���� � ������ ��� � � �������� %

&������ ������ ��������������� ��������������������������������� �����&������ ������ ��������������� ��������������������������������������������� �����&������ ������ ��������������� ��������������������������������������������

��/����0��������!��� ��)�����! ������� ����������!��-����� ������������

'���� ����� ������ ��������������� �������������������������������������������� ���������������������������������� ��������� ���������������������������������������������� ������� ���� �� �$���������� ������������������������������������������������������������ ���������� �������� �� ����� ���������������� �����������������������

B������������������������������� ��������������$���������������.� ��'�� ����� ���������� ����� ��� ����� ������������������������������������� ������������ ������������ ��������������������� ������� ��� ����������������������������������� �� ������������������������������������������' �� ������������ ���������� ������������������ �������������������������������������������������� ��������������������$������������ ����

@������������������������������� ��������������������������������������������������������������� ����������������� ��$����������������������������������������@��������� �� ������ �������������������������" ������������� ����������� ��������������������������������������������� ��� �

Page 74: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������� �������'������ � �� ������ ��������� ��� �� ������ ��� �����������������������������������������

' �������������������������������� ��������(���� ������������������������������������� ��������� ���������� �

6��$�)�������������������� ������������������ ������������� ��������������� ��������������)������������������ ��������� ���� ����� ����� ��� ������ ������ ����������� �������������������������� ����

����������*�������������������������� ���+��������.�������� ������������������

'�����������.� +� ���������� �������� ���������� �������������������������������������������������������������������� �����������������������' ����������������������������������������� �������������������$����������������� ������ ������ ��������������������������������

��/����0��������!��� ��)�����! ������� �������������� ���� ��������������!�����������

����������������� ����� ������ ���������������������������������������������������� ������� ����� ������ ��������������@�������������������� ������������� ���������������������������������������������������������������������� ��������������� ��������������������

p

1

T3’’

T3’

T30

Page 75: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������.��������������������� ��.��������� �������������������������� ������ �������������������������������

'��� ����� �� �������������������� ����������� ������������������������������������� ��� ������������������ ��$ ������� ������������� ����������

'�����������.� .� ���� �������� ������ ������� ��������������������������������������������- �������������������� ����������������������� �����0����� ������ ���������� �������� ���� �������� �������������� ���������� ������ ��� ���� ������ ������ ��������������������������������� ������� ��'��� ����� ����������������������������������� �����������$ ������� � ������� �������������������������������������������������������������� ����' ����������� ��������� ��$�����)��� ������������������������������������������������������� ������ �������� ����������������� ����� �

'�����������.� 1� ���� ��������������������������������������� �������������������������������������������������������������������� �������������������� ����$ ����' ������������������������� ����������������������������������������� ����� �������� "��������� ��������������������� �������� �� � ���� ����������������� ��$������ ������������������ ������� ������������������������

��/����0��������!��� ��)�����! ������� �������������� ���� �������� ����������!��

����������������� ����� ������ ������������������������������������������������������� ����� � ��� � ��������� �������� �������� �������������� ������������������� �����������6���������� ��������$���������������� � ���������������� ����� ���������������

T

s

2

1

3

4

3’3’’

p2

4’4’’

p1

Page 76: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������&�������������������� �������������������� ���

��/����1��! ��������!�����������)�����)�������

D������� ����������������� ����� ������������� ������������������������������ � ��������������������� ����������������������������������������� ���������������������������������������������������������������(����������������)���������� ����������

����������������� ��������������� � ���������������������������������������������������������������������B���������� ������%

&��=����������� ������� ������ � �&��I��������������������������������� ��� � �����������������������&��F������������� ��� � ����������

6�������������� �� �� ����$����� ������������������������ ������ ������������������������� ������������������������� � ��' ���������������������������� �� �� ����$����� � ���������������������������������� ������������������������������ ������������ ������������������������������ ����� ���������������������������� �$�� �����

@ "���� � ����������������� ������� ���������������������������������� ����� ������ ���������������������� ���������������������� ��������������������(��������������

'�����������.� ;� ������������ ������ �������������������� ���������)����� ������ �������������������������������������������� ���

p

1

T30

AB

C

0.95 1.000.90

N/N0

.m

Linea lím

ite

Page 77: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��������"����.���������������������� ���2������������.����� ����� ����������� ������������������������ ������������� ��.������������ 7���

��������)�&��������� ���� ���������������� ;�������������������������+������������ ���� ������ �����

T

s

2

1

3

4

3’

4’

p

1

T3’’

T3’

T30

A

B

C

0.95 1.000.90

N/N0

.m

Linea

límite

Page 78: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Page 79: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����������������������������

���� ������� ��

���� ��������� ������� ������������������ ������������������������ ������������������ ���� ���MHM�-/;; 0���������������������������$ � ���������������������� ��������5������#���������������� �����-/; +&/2/90�����B�� �� �-/;+ &/29/0����������$���� ���������� ����������� ������� ������� ���������'������� ����� ��� � �� ��"�������������������������������������������������������������������������� ����� ���������������������#���������B�� ����������������� ������� ����� ���� ���"����������"����������� ������� ��������������� ������� ���������������� ����� �� ����"��������������������� ������������������������������������ "������� ����� �������� ����� ��������������� �(��� ����� �������������� ��� ������ -��� ������� ��������� ����� ��������� �� � 9+!��> � �� � �� ���������� ������������� �. !�:����9; !!����0��' �������������� ����������� ������� �����������=$ ��������� ����������������� ����������� ��������������� �� �������������$��������(������� "������������� ��������� �

B�� �� �� ��� ���� ���� ��� �� ����������� ���� ������ ���� � ������� ������������������ ����$���� ���� ��������� ���$���� �������� ��'������� ������������ ���������"����������"��������������������������������� ����� ������������������ ������ ������@ "� ����"�������������������� ������� ���� �� � ������ ���� �� ������� �-�� ������� ����������0���������� ������ ������� ����������������� ������������ �������� ��'��#�����������������������������������?I����������/;2+��@����������������������������-�� �������� ���#�������0��� �� �?I�������� ���������������������������������������������������������������� �� �������$���� ������� �

@��� � �� ��� /N�<������=����� �)�� �� � ��������� ���� � �� �� � ���������� � ������� � ����� ���������������� �� �� ������� � �� ���� � ����������� ��'�� � ���������� �� ���������� ���� � ��� ��� ������ �-/�*&/�.�=B�0�������������� �������� ���9+!�ED�

'�����/2/+���/2*!���� ����� �������������� ���*!�=8�����/2*!���/2 !�������������� ���� ��� �� ��� ��� �������� /*� �� /1�=B���@���������� �� � ������ � �� ����� ����� �� �� ��������� ��� - �� ����������������)�������������������������� ������������� ������������ ���������������� ������� �����������0�����������������������������������������������"������������������"��������-�����������0��6���������������� ��������� ������ �������������������������������������������������������� �?I��������������������������������������

D������������������ ������ ��� ���"��� � �������������� ���� ������ ���������������������� ������ 9+�=B��������������� ������ ���������+!!���+;!�ED�

Page 80: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������������������������� ������������������"������������� ��������������������� ������� ��� �� �� �������� ����������������� ��������������������� �������� ��������� �������������������������"������������ ��

'������������� ����� ������������� ������������������������ � ������"��� ��������������.!!�ED��9+�=B��

������������������� ����������������������� ������� ��$ ���� $��� ������������� � ���������� �����$������������������?I������ ���������������������������������������������������� ����������������������-������������������������ � ������$����������������� 0�

'( �����$ ��������� ���� �������������������������������������� ���������� ��� ����� ����������������������"�����������

/��?����� ��� �����

'�� �������"��� �$�������� �������� �������������������� � ����������������� � ������� ����� �!�/=8���������� ����� �/+!�=8���� ���� ��� ��������� ���������� ����� �/+!��������� ������������ � ���������������� ����� �++!ED���������������������������� �������� ������� ��������������������� 9!!!����� �/.!!!����������� ������������#����������� ����� � �������� �����%

&�?I������������ ����������� �������������������������������������&�?I������������������������������������������������������ �������� ��� &�?I�������� ������ ���� ����������������������������"����������

������������������� �����������)��������������������������������������������������"���������������������������� �������� ������� ��-�������������� ������������0����������� �������� �������������������������������� ��������1+,�����������"������������������������������������� ������ ���������?I������������������������������

�� ��������� ������� ���������� ���� �� ��)����������������%

&�D������� ����������������������� ����������������������� ����� ����"���#������������������������� �*+!!����� �����(����������B������� ��������������������"������ ����������������� ������������� ��� ��"������$ ���������� ������������������������������������ ������������������������� ����� �

&�D������� ������������������������� ���������������������������� ���� ��� �������5���������������� �*!!!������ �+!!!����� ����������������� ����� �9!!��������� ����������������'�� ����������������� ����������������"�� ����� ����������������������� ����� ����������������� ��������� �?I�������������������������� ��������� ��������������� ���������������������������� ��

&�D������� ����������� ��������������������������������������������������� !!!���;1.!���� ������������������������"�������� ����������������� � ����� ���������������������������

Page 81: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������� ������������ �� ���� ����� ��������� ��������� ������������������ ��������� �������� �� ���� �

����� ��������� �������� ���������� ��������� ������� ��������� ����������

*�����2��������� �����

'���������������� ��������������������� ������� ����������� ������������������� �������������������� ��������� � �������� ����������������(����� �����������

'�������������������������� ���� ������������ ����������������� � �������� ������������ ���������� ����������������� ��������� ����� ������������������� �������������

B�������������� ��������� ����� �������������������������������������������� ������������ ���������� ���� ������ ������ �������������� �������$��� ��������� ����� �����$��#������=������%�&

/��#�������B�

'���������B��� ���������� ����������$ ��������� �������� �����������������-5���1�/0

�����"��<�#����� ��&�

���B�����F

' ������������������������������������������ ������������������� ����������������� ������������ ���� ������"������������������������������������� ���� ��� � � �������������������������@�� ��

P

O

V

CGas Curva saturación

líquido-vapor

Vapor+líquido

Vapor

Líquido

Page 82: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������� ���������������������� �����!�!/ED��������� ���� ���!�!!.//19������������������ ���"����� ���!�!!/!!!**��9>O��

'��� ��������� ������ �����������������������������������������"����������������"��� ���"���� ��������������

���B�����D

' �������������� ����������������"��������������'������ ������"����������� ����������"������������ ������ ����������� ��������������� ��������������������"����?��� �����"������������������������������ ���������������"�������� ����������� ����B������������ ����������������� ��� ���� ������ ����� ����$����� ���������������"���� ��%���P�91 �/ED��B��P�**/�*���������P�!�!!9/1��9>7������P*/!1�73>7��� ��P� � *2�73>7��O�

*��F��� �������

'���������#����� ����������$� ��������������� ������ � ����� ����� �������$��� ������ �������$��� ��������������������� �������� ����� �������$��� �����������������������������

'������������� �)������������$���������� ������� ������������������ ������������ ���������� ����� ���

9��'������������� �����"���

������������� ��������� ������������������������ ����� �����"������� �����������'������� ��������������������������������� ������ ��� ����������������������������� ������������ ������ �������������� ���������������������������������������

@�������������������������� ��������� ����������������������������� �������������������� ������� ����������������� ����������������������������"�����J�� ������������������ ������������ �����������"������"���� ������������������������������������������#����

6� �� ���������������������������������$�������������������������� ���������������������������� �������������� ����� �������� ����� ������ �������������$�������������� ���6�������������������� ������� �������� ����� ������������� ��� ������ ���������������������������������������� ������������ �������� ���������� ��� ��������

' ������������������ ���������������������'��� ����������'�����������&�@�� ����������������������� �������� ��� ����� ���� �� ������������������� ������ ��� ������ ������ ���������������������������������������������� �������

������� ������������������� ���������� ����������� ��������������"�������������� ������������������������ �������� G����������������� �������� ����� ������"������������������������������������������������������������ �������������������������6��������������������������'��� ���������'��������������������� �� ��� �

Page 83: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����������� �������������������������������)����������� ������( ����������������������������������������)�������������� ����� ����������� �� ������������� ���� ����������������� ���������

'�������������������������������������������������������"��������� ��������������������������������������������������@�� ���������� ��������������������� ��(��� ��������$ ���������������������������������������$�����$(����(�����

����"���*��������� ��������

��������������������� ������� ���������������� ���������������������(���� ���������������������(�����' ��� ������� ����������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������

#���������������� ����$������������������������������������ ��� ��� ��������������������������$(���(������������������������������������� ������$��� �����������������#��������#����� �������

' �������������������������������������������� ������� �������� ������������������������ �������#�� ������������ ��������������������������� ������� ������ �������������

Log q

Log T

q m

q min

T =

T a T b

Log q

T

q max

q

T = Tpared - Tsat

T a T b

Page 84: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B������������������ � ������$������������� ���������� �������������������������������������������� ������� ��������������������������������� �������������

*�������� ���1��3�������

'�� ����� ��L��7��� ����� ����� �� � ��� ����� ������$���� ���� ���� �� � ������ � ����� � � ����� ��������� ������ ��� ������� ����� ��������� ����$��� ���� � ����� �

T

s

41

dP=0

dP=0 41

dP=0

dP=0

T

s

T

s

P’=cte

P=cte

41

dP=0

dP=0

T

s

41

dP=0

dP=0

3

41

2

dP=0

dP=0

T

s

T

s

P’=cte

P=cte

T

s

T

s

41

dP=0

dP=0 41

dP=0

dP=0

T

s

T

s

T

s

T

s

P’=cte

P=cte

41

dP=0

dP=0

T

s

T

s

41

dP=0

dP=0

3

41

2

dP=0

dP=0

T

s

T

s

T

s

T

s

P’=cte

P=cte

����"��<�*����������4��=���

�� ������ � �� ����� � ������ �%

���#� � ����� *�&�9 @����������������BP�����������������������������������B���� ������������ ���� �����������������������������������������"����������� ������������������ ����?�P����

�&�/ '(��������������������������� �����B���� ������������ ��������������������� ����������������������������"���

���#� ����$��� ������ ��� 9�&� '(��� �������������������������-�����"�����M�Q/�� ��������������(��� ������� ����� �0

/�&�* D����� ���������������� ���"���������������

Page 85: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/��?�����������������

D�� ���������� ������������� ���������������������"�������������� ��������������������"������ ������� ��� ��� ����� ��$���� ������������� ��������������� ����� ������������� ������ � ���������������������������� ������$��� �

'����������������� ��$%

-1�/0

L��������������� ��$%

�������������������������������-1�*0

����������������������������������������������������-1�90

*�������� �1��3������� -���������������������

2r

TL

TH

S

2

3

T

41

3r

4s 4r

2r

TL

TH

S

2

3

T

41

3r

4s 4r

�����"���#����� ���$%��������������������4��=��������� �����������

23

4312

��

����

−−+−=η

)( 1234 �������

−+−⋅=

1��

��

⋅=η

Page 86: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'���������������������� ������������ ������������������������� � ����� �-������ ������������������������� ���������������� �$���� ����������������������������0������������� ������ � ������������� ���������� ��� ����������(��� �������������� ������ �������$��� �������������������������������������� �������� �����(��������������� ������ ������

?�������� ����$������������������������������������������������������������ ����������� �� ���������� ��������� ������� ����������������������������� ��������������������$�����������������$��������������������������"��������������

' �� ��������� ������������� ����������������� ����(��� ������������������� ��������"�� �������� ����� ��������������� �������������������������� ��� ��������������������������� ������������ ��� ���������������� ���������������� �������������

����(��� ������������������������ ������������������������� ���� ����������5��1�/!%

�-1� 0

*�������� ���1��3��������$���� ���������

'������� ����������� ���������������������� ������� �������� �����������������������$�� ����������������� ������������������1�+�

D���� ������������ ��������������(��� ��������������������������������� �����������"������ ����� ����������� ����������������$ ���

6�������������������������������������������������������������� �� �� ��"��� ������ ���������� ����������������������������������������������� ���������������� ��������"��-�0������������ ��$������ ������������������� �$���� �

6� ����������������������������������������������������������"�������������� �� ����������� ������������������������������� ������������ ���������� ��������������� ���������� ��������������������� ������� ���������������������������������������� �����$��$ ���������

'������������L��7�����������������������������������(��� ������������������������� �����������������������$ �������������� �������� ��� � ������������ ��� �� ����������� ��������������� �' ����������������������� ������������������

B�������������������������� �������������������������� �����������������9���������������������������������������������������G���� ���������������(��� ������������������������� ���������� ���� ���������������� ������ ���������������������������������������$ ������������ �������� �)���� ������� ���$���� �����������

��

��

���

�����

��

��

��

34

34

−−

==η

Page 87: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����"���#����� ���$%�������������4��=������������������� ���

'����������������������� ��/&*������������������� ��������������� ������$����- ������ �������0��'�������������� ���������������� ��� ��������(��� �������%

�����������������������-1�+0

@������������ ���������������������������������-������ ��*&90��'���������� ��� ������������ ������������������� ��������������� ����������������� ����������������?�������� �������������� ����� �������������(��� ���������������� ����� %

�����������������������-1�.0

6���������� ���������������������������������-9& 0������������(��� ������$������������������������������������ ��$ ����%

����������������������-1�10

5������������������� ������� ��- &/0������� ������ �����������������%

)( 41 �����

−=

'������������������������������������� ��$ ������������������������������������������������������������'���������������� ������������������(��� ������� �������� ������������������ ������������������ ���$���� �� ���)�������� ������������������@ "� ������������������%

�P

)( 12 �����

−=

)( 23 �����

−=

)( 43 �����

−=

41

2

PH

PL

TL

TH

S

QH

T

QL

3

)(

)(

23

43

���

���

����

� −−

===η23

43

��

��

−−

Page 88: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

D����������� ��������� �������������� ����������� ��$����������������������������� ����������$ ���������������������� �������$� ������������������� ����� ������������������������������-���������������������������������� ���0�

B������������������������������� ������� ��������������������������� ������������������������$ ��������$�����"������������������������� �����6������������� ������������ �������������������������$�� ���������� ����� �.!!ED�

B���)���������������������������������������� ���������������������� �������������������������������������������� ������� ������������"������������������������� �������������������������������� ������������������� �)���� �� ����������� ������������������������������������������������ ������ ����������������� ���"����

*���#���� ���1��3����������� ������������������

' ������������ �������������������������������������� ��� �������������� ������������������������� ������������������������������ ���������"�������� ��)��� ����������������(��� ������������ ��������� �����������������������������

B����������������������������������������������� ��� �������������� �������������������������� ��������� ��� ��� �������� ������� �������������� ��)��� ��'�� �� ��� � ��������� �������������� ����

Turb.2Turb.1

CALDERA

CONDENSADOR

WT2WT1

QL

QH

�����"���*��������������� �������� ���

Page 89: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����"�"�#����� ���$%���������������4��=��������������� �������� ���

6��������������� ����� �������(��� ������������ �����������������-��������������� ����0������� ����� �-����������������)�����0��������������������������������� �� � �� � � ������� ������� ����� ������������������������ ������������������������������������������(��� ���-5���1�10��?��������������������������� ������������ ��������� �

@��$ � ���������������������������������������������� ������� �����������-���� �������������0� ���� ������������������������������������� ������������������ ��������� ��������� ������� ����� ������� � �������������������������

*�������� ���1��3�������������������

D�� ����������(���������������������)������������������� �����������������������$� �������������������������������$ �� ����� ��(�������������������������������������� ��� ����������������������������� �������� ���������������������������������������� ���������������������� ����� ������ "����������������������������� ���������������������������6����������� �������������������������������������������������������������(��� ���� ������������������ ���������������� �������������������������������

�����"�)�*�������4��=�������������������

PL

PIPH

S

QH

T

QL

9 2

6

1

8

3CALDERA

QH

CONDENSADOR

QL

10

9 2

6

1

8

3CALDERA

QH

CONDENSADOR

QL

10

Page 90: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����"�,�#����� ���$%���������������������������

'���"������������������ ����������������������������� �������������������������������������������������������������#����$������ ������������� ����������������������������������������������� ������ �

*���*���� ���1��3�����!���������

������ ����������������� ����������������� �����"����-**!�����������������0������������������������������ ������ ��������� ������������������� ��-5���1�/!0�

�������������������� ���������( ���� �������� ����� �������������� ��������������������������������'��� ����� ������������������������������������� �� ����������'���"������������������ ���������������� ��� �����������������������������������������������������"�� �������� �������������

PC

T

600 º C

PH

PL

S

2

3

QH

QL41

PC

T

600 º C

PH

PL

S

2

3

QH

QL41

�����"��-�#����� ���$%���������������4��=�����������/��

8

10

9

2

1

S

3

T

6

P 3

P 6

P 8

8

10

9

2

1

S

3

T

6

P 3

P 6

P 8

Page 91: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��!����� ����������

*����������������

'����� ��� �� �������� �������������������������� ������� ������ � ������������������$�����'������������� ������ � ��� ����� ��� ������� ���������� ������� ������������������� ������������� ������ � ��������� ������� �

'�� ������������������� ������������������ ������� ����������������� ��������������������������� ����������������������������� ����������������������������������������� �����������������������������������������������-5���1�//0�

�����"�����5�2�� �������������������'

������������������� ������������������$ ����������� ����������' ����������������� �����(��������������������� ��� � �������� ������� ��������������������������������-�������������������������0�

'�������������������"�� �� ���������������������������������� � �� ��� ������������� �������������������������"�������������������������"�����$��������������������$��������������������� � ����������������������$�����'���������������������������������������������������������

Calderín

Turbina

Intercambiador o Condensador

Caldera

Bomba

Page 92: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����� ������������������� ����������� �������� ������������ ��� �� ��������� ������ ���� �� ��� �-���������������� ������������0G�������������������������"������������������������������������������ ��������������������������������������������������������"����������� ��������������������� ���� �������������������"�����������@����������������������������� �$������������������������������������������(��� ������� ��� � ������������������� ��������������������)����?������ ���������������� ������������������������������������������-���� �������������� ��0������$������� ���������������@���������������� ������ ����� ��� �������������������������������������������������6��)���� ��)����� ���� ������� ��������� �������������������������� �����������$������������-����������������0��� ��� ����������������������������������������"���(����@���������� �������� ��� ����� ������������� ������ ������������� ������� �

�������� ���������� ��$ ���������� ���������������������� ���������������������"���������������� ������ �������������� ������ ������ ��������������"�������"����������������������� ������������"�����������@���(������������.!,�����������"������������������������������� �������� �����������������������������"������������������� �����"�����9!,�������� ��������/!,��� ����������� �������������������������������� �� ���������� ����� �������� � �� ��� �������� �������������������������"� ���������� �

'�������������������������������������� �������� �����������������������������"��-���������� ���� � ���� 0�� ����� ���������������� ������� � � ��������� �� �$��� ���������� -���� ��� ����� ����� ����������"���&�����&�"��������������� ������� ������������������������ 0�

@����� �������� ���������" ��� ��������������������� ��%

&'�������������������������������������������������� ���$����������������������� ������������������������ ���������������� ���������������� �$������������������������������������� ������ ������� �� ������������"��������(��������������� �+!�=8�

&������������ ���"����-�������������������� �����������0�� ���� �������� � ��������������� ������� �� ���

&'���������������������� ������� ���������� �$�������������9+,�

&��������������������������������������������������������� ���������� ������ ��������� ��� ������ ������������� ����������������$ ��������� ����������������� ����������� ����������� ���"����

&'������������O8�� ������-������������ ���������� ����������������������0� ��������������������������������������������������� ��������$ ���������������� ���������������������������������������������� ��$ �������� ������ ��� ��������������������������

'( ���������������� ������� ������ ����������������� ������� ���������������$ �������� ��%

/��6��)������������������������������%

&#�������������� ����� ��$ ����������� �������� ����������������� ��� � ���� ����������� �#���������� ��(��� ��( ������ ������� ������� �������������� ������� ������������'����

Page 93: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������ ������� �� ��������������������������������� �������� ����������� �� ����������� ������������������������� ������� ����������� ��� ����������� �� ����������� ������ ���'���$���� ����������������������� �������"���� ����������� �����������

*��6��)���� �������� ���������� ������������ ���%

&�#���� ������'���������������� ����� �������������� ���������������� ������� ������-���������9!���.!�����0�� �� � ��� ��� ���������������� �����' � ��� ��������$ ��������� ��� �� � �������� ������������� ������������� �&�#��������������������������� ����� �������������� �������� ������&�#���� ��������'���������� ��� ���� ����������������������� ����������������������� ������ ��������������������������������������� �� � ��=���� �� ����������������

9��6��)�����������������%

&�#��������$� ����������� ������������������������� ����� ���� ����$��� ������� �������� ��� ������� ���&�#�����)��$� ������������������� ���� ������������������� �������������������������"������������������������� �� ��/;!!����� �9!!!����������� �����������

��6��)�������� �����������������������������������%

&�#�����)������'������������� ��� ����� �/�=B��&�#�����������'���������� ��� �� ���� �/��� ����� �;�;�=B��&�#������������'���� ���� �;�;��� ����� �**� �=B��&�#�����*����������'�������������� � ������� �

+��6��)�������������������������������������������������%

&�#���$�� �������� �&�#�����������������-�� ����� � ;+ED0�&�#����������������������������� �� ���� � ;+��� ����� �+.+ED�&�#�����*���������������������������� � ������� �

*�������� ��������!�$�����������

#���������������������� � ����'�0%

'��������������������� �$����� �����$���� ������ ���������������� ������������ ����������������������������&�����������������������������"������� �����������"��������������$���������� ������������"��������� "������������� ����������������������$���������������������������� �$���� ��������������������������'����������������� ��� ������������� �������� �������������������������

Page 94: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

' ������"��������������������������"������������� ��� � ������� ����� ��������������������������������� ����� �������� ��� ����������������������������"����������������������$ ���*!�!!!���������� �������������������� ���������������$������������$������ ��������"������� ����������������������� ��"�� ���� �������������������������� ���'���� ���������� �� ������"�� �������� � ��� ��� ��� ���� ��� �� �� �� ��� ������������ ��� ����� -���� �� ������0��D��� ��� ������������ ��������$��������� ��������������$ ����� ��������������� �������$���� ��������� ��� ���� ������� ��������� �

#���������������������'�%

'���� �� ������ ������������������� ����������������������������(��� � ��������� ����'���� ������� ��� ��� � �����������"������������������������� ������ �������� ����������������������� $���� � ��������� ���������� ������� ������� ���D������������ �������������� ������� ������� ��������������������������$���������� ������� ������ ������������� �� �)���� �������������������� ������������������#��������������� �����"������� ������ �$���� ������� ����������$ ������ ������������������ ����������� ������ � ���� �� ����������� ����� ��������� ������� ����������� ��� � ��������� �������

+���� ������ ��$� ���%

D�� �������������������������"������������� ��� � �������� ��� � ������������ "���� �������� �������$ ����� ��'������ ������������������� ����������������������������������������� ����� ��'�������������������������������� �������"����������������� ��� ������������� ����� �������'����� �� �� ����������� � ������������� ���������������������� ��������� �� �� �������� ��������� ������������ � ��������� ������������������������� � ������� ������ ���������������������������������"��

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

velocidad

Presión

Escalonamientos

�����"����5������ ����������������>�#<�7�� �����7������������������������<�4<�7�� ���������

Page 95: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

D1 R1

1

D2 R2

2

D3 R3

3

D4 R4

4

D5 R5

5

D5 R5

5

velocidad

Presión

Escalonamientos

velocidad

Presión

Escalonamientos

�����"����5������ ���������������>�#<�7�� �����7������������������������<�4<�7�� ���������

'��� ���������� ����� ���������� �� �� �������� ������������������ ��������������� ������������ ������������������������� ����������'������������������� ������������ ������������������� �������������� �������"������������ ���������������

������������������ ����������"������������������"������������ ������������ �� ����������� �������������� �������� ������ �������������� �� ����������� ������ ��� ��������������������� �������� �������� ���������� ������������� �

#���������$�� ��������%

�� �������� ����� �?I������ � ������� ��(��� � ��� ����������������������������� ������ �$� ������������ ���� ��� ������������� ����� ��������������� ��� �� ������ �������������� ��� ��� ����������6��������� ������ ������������������������������������������������������� ��� �� ����������������-�������������"����0�����������������������-�������������"����0��?������������������ ��������������"������������� ���������� ��������� ��������� ������� ��� ��B�������� �������������$������������������������ ������� ������� ����������(����������� ������ ��������� �������������������������� ������� ��(��� ������������ �������� ����� �/!!!!�O8��@������������ ����������� ������� � ���������$��*����$ �?I���� ���

#���������$�� ������) ��,�����%

' �� ������� ����������������������������������� ����$ ������ ������ ������� ���������������� ����D�������� �����������������������������������$����� ���������������)����������������� ���������������������������������������@���������������������� ����������$�������������������

+���� ������ ������'�%

Page 96: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

*�����2���������� !����������

�� ����������� ��$ �� ������������� ��%

&�� �$���� ������ ��������������������������������������� ���������������"������� ������������������ ��� ����� ��� ����� ��� ������� �� �� � $���� � �� ��� $������ ��� � ������������ ���� �� �������������� ��������������������������������������������������� ���"���������������������

&D��������������������� ���������������� �$���� ������ �������������

&L������� ��������� ������ ������$ � ���������������������$�����B������� ���� ������������� ����������������������)�����������

&D���� ������������� ���� ���������� ���������� ��������� ����� ������� ����� �$���� � �������� �

&@����������������������� ���� �� ���������������������������

&' ������-������0������� �$�������������� �$���� ���� �

&# �� ��� ���(���� ������ �������� ������ ������������������������������������G� ��� ����� ���� ����� �?<�

����������������������������������������� ����� ������ ��������������"���������������������������"�����$���������������� �����������������D������������� ������������"� � ���� �-������������� �$���� ���� �������� �� ������ ������������ ����������� ����0��������������� �������� ������������������������� ���

����"����5�2�� ���� ���

Entrada vapor

Salidavapor

Page 97: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'������������������� �?I� ���� �������������������������������������$ ������������������������������'�����

�������� ����������,������ �������!��� !����������

6���%

∆�%�D��������� �������� �����������������������-���%�I������ ��� ����� ������������� �������������� ��������������-����%�B��������� ����� �������� ��������������������������������������������-���%�I������������������������������������ �����-���%�L�� �������������� ����-����� ���������� ��(��� 0σ%�=������������������@R4ζ%�=���������������� ��������������������������������%�=��������� ������������ ������� ��(����� ��������������������������������������� �������

�����"��)�8�7.���������� ������?��

'������������ ������������ ������������������������������������� ����������������������������������� ������������ ������� �������������������� ������� ������ ���������������������������������������������� �$�������� ������� ����������� ���������������' ������������ �������������������������� �����������������"�� ������������������������������ ��� ��������������� ����$��� �

��

=∂∂ξ

BB’

A

A’

U1U2

V1

V2 O

W

X-X’

Page 98: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

( ) ( )( )��

������ 2211 ⋅−⋅⋅=

'������������������� ���������������������������������./S�� �����������������������������������������������"����������� ��� ����������������������������������� ������������ ������$� ���������./���.0/0�

’.’. ���������������������� −=ξ ���������������������������������������-1�;0

'�������������������.0/� ���������������� ����������������������� ���������������� ���������������������������� ������������� ��������� �� ����� �

( ) ( )σσξ +⋅∆⋅−+⋅∆⋅=��

������ 2211 ����������������������������-1�20

'���������MMR� ��"�%

��������� 1&�2�

#����3�� ������ ����$ �������������������������� ��P�T4����� �������� ������������������������������� �����������������������4���� ���

�� 1&���

B��������������������������'���������� �?I� ���(��� �����������������������������������"���6� ������

��� ���� ���������P!������ ∆56P!�-�����"�������������� �����0������ 02

2

≅∆� ��������� � ��������

������������������������%

1&���

( ) ( )( )��

�����

�� 2211 ⋅−⋅⋅

∆∆

=

( ) ( )[ ]��

������ 2211 ⋅−⋅⋅=11 �� ⋅= ϖ

22 �� ⋅= ϖ( ) ( )[ ]

�������� 2211 ⋅−⋅⋅=

11 �� ⋅= ϖ

22 �� ⋅= ϖ

( ) ( )���

��

����������

������ =−⋅+−+++=

2

22

����

∆=

Page 99: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

#������ P

�� ���������� �������������������������������������������������/����������� ����� ������

����������������������������� ��

������! ������ ���

'���������������������������������� �$���� ���� �������� ������������� ��� ����������������������������������� �� ���$����� ���������������������������������������������"����� ��������� � �� �-���� �0������ ������������6������������� ��� � ���������������������� �������������������

����"�������7������������������������'��������

����"�������7������������������������'���������

��

α� α�

α�

α�

β� β�

β� β

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

α�

β�

��

α�

β�

α�

α�

β�

β�

��

��

Page 100: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����� �� �$�����,�������� �� �$������,����

'�� �������$����� ����������������������7���6�8�P8�-�� ���� ������������� �� �������

����"��"�6�� ������� ��/�

����"��)�6�� �������� ��/�

��

��

β1 β2

β2=

β

Page 101: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n
Page 102: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

⋅−

⋅= 2

1

21

1

coscos2 ααη

−⋅⋅=

11

1

cos4�

�αη

11

1

1

2cos

2

cos

� ⋅=→= αα

������-1�/ 0

���-1�/+0

��-1�/.0

�-1�/10

6����P����-�(��� ���� ������������������� ������ 0

����-1�/;0

D������9� ��P��9����9� ���������������� �������������������������� ��������$����������������� ������������������$(���

���-1�/20

B���������������$��������������� ���������$(������������ ���� %

�-1�*!0

�=η

( )���

�������� 21 −⋅⋅=⋅=⋅

2

2�

������ ⋅⋅=∆⋅=

⋅⋅

( ) ( )���

��

��

��

� 221121 coscos22

ααη ⋅−⋅⋅⋅=−⋅⋅=

ηk

u/v10 (cos α1)/2 cos α1

Page 103: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��� ��$��"���������� ������������������������������ "��������������������

����"��-����7������������������� ��.���������� 70� ������ ���

2,�������� ���!�$���

���B���������������������������� ������ ����$����������������%

&�?��������� &�5��� ��������&�D��������������������������$����

?���������� �$���� ����������� ������� � ��� ������ ���������� ��(���������� ������������������������ ����� �

?����� %�ϕQ/�%�������������������� �����������������!�29U!�21���������������� ������ ����� ������� ���������������������������1�/9������������������%

������������������������������-1�*/0

V���� %�B������ �$���� � ��������� �������� ��(���������� ������������������������"�����$���������� � �$����� ������������ �����ΨQ/

��-1�**0

�����

∆⋅⋅=⋅= ϕϕ1

12 �� ⋅Ψ=

v1

α2

w =w1 2

u

u

v2

α1

Page 104: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

)( �����

���

���������� +−∆=∆→

∆∆=η

)(int �������

���

����+++−∆=∆→

∆∆=η

)( ��������

���

��������� ++++−∆=∆→

∆∆=η

����

��������

��������

�����

������

int)(

)(

ηη

η =+++−∆

++++−∆=

∆∆

=

���B��� ������ ������� �����������"�����������������������)������������ �������������

���B��� ������������������������������������� �$���� ����"� ���������� ����� ����������

��B��� ����������������������������� ��������$��� �

��B��� ����$��� %���������� �������� ������� �� ������������������

&L������� %

∆��%�6��������$��������$���

Teórico �

��

�∆=,η

térmico

Indicado ������

��

,int, ηηη ⋅=∆=

ψ

Φ = 180−(β+β)1 2

AcciónReacción

Page 105: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�%�������"������

����������������������������-1�*90

4���$������� �$��� �)�

������������������������������������������������������� ������-������������������ �$���� 0�� ���(��� ���������������B������������� ����� ��������+��������-������0��������������������"������ ������������

�������� ������������� ������������������������������ ������������� %

&�J���������� ���������������&�5������ ��������&�B���� �����$�������(��� ��&������ ����

����"����%������� ���

����������������.

$�P�/>ρ��-���������� ���"������������0

�.9�:.�P��39�$. ��3�P�:.9��.9ρ.

������������������������������������ ��������� ���������� ��������������������� ���� ������ �����%

���-������������ ������0��P� )1(2 ��� −⋅ �������������������������������������-1�* 0

�������������

���

� ηηηη ⋅⋅=∆= int,

A S

A

1

A SA S

A

1

2( 1- )� ������

Page 106: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n
Page 107: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����������� ���������������������� �$����������$�����������$ �$���� ���� ����������������������������� �$���� ������ �

@��������Φ(�1�

���0�������� ���������� "������������� �������-���� ���� ������������ �������$(��0�

6������������� "���� ��������(��� ��

-1�*20

����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

' ������$(���������$(��������������-1�

��0��������������$(���:��

6���W��G����-���� ����� ���������������0�� �����������������������������������������-5���1�**0�

P1 Ps

1

m

s

P1 Ps

1

m

s

����"����� �������������$���������

6����Q�����������������������������)�����������������������������������������������-5��1�*90�

����"����� �������������

1�

�� =

+ 1

2

γ 1+γγ

P1

1

s

Pm<PsP1

1

s

Pm<Ps

Page 108: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

*�����5������ ��

'���� �$���� ��� ��������� ��$ ������� � ����� ������ ���(���� ���������� ���� ��' �� ������ ����$ � �� �� �������� ��� ��������� � ����������� � ���� � ���� ������� ������ �� �"����� ��� ������ ������������������������������������� ���������� ���� � ����������������������������������������������� ������������ ������������ ��B���������������� ���������� ����������)������ $���� �������������� ������������������ ����������������������� �� ������ �

�� � �� � �� �� � ������ � �� �������� �� ����� ���$ � ������ � �� �� ����� � ��)�� ��� �������� �� ���������������������������������������B��������������� ����������� � ����������������� ��� ���"��� �

B������ ���� � ��� �������� ������������������ "��� �������� ���������������������� ������ � ��� � ������ ����$��� ��������� ���������� ����(�� �� �

B�������������������������� ������������������������������������������������� � ����������������� �������� ������������������������ ���������������������� ������ ����������� ��� ������� ������� ����� �*+!ED��@������������( ����������� �� ������ ������(���������������(��� ���������$ ��������������������� ������� ��B��������������� � ������� ����� �+.!ED�������������� ������ � �� ���"��� �

�����������

*����������������

'���������������������� ������� ������������������ ����������� ������� ������������ ���$��������������������� ������ � ������ �������� ������ ������ �����%

&�@����������� ���"���&�@�������������������������������������������������� �������������������� ������������������ ������� ����������������� ����������� ����������������"��&�D��������������������������������&�I �� �������������������&�?�������������"���������������������������������� ���������������� ������� ��������� �(����� �������� ��������"���������������� ���������������

'���������������������" ��� � ����� ������ �-���"��������������� ����������� ���"�������������� ������$ ����(���� �������� ������������������� �)��� ��������� ����� ������� ����������� -�� �0������� ������ ������������������� ��������0���������$ � ������ �������������� ��������������������� �$�������� ���������������������������( ���������"�������� ��� ��������������������� ������B���� �� ������������������� ��������$ ��� ���������$ � ������������� ������������'����������� �������������������"� ������ ������� ��������������� �������������������������� � ����� � ����� ������������ ��������������������������$� ����������������������� ���������������������������������������������� ������������������������������� ����������������$������������������������������������������ �������������� ������

Page 109: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

D���������������������������������������� ���� ������������ ��(����� ��������������������������������������� �

'�������������������������������� ������������������ ���-������������������������ ��� �������� �� ������� ��� ������0�� �� �� ������������ ���� ��� ������� ���� ���� -����� � �������0� ���������� ������� ��'���������� �������������� ������������������-�����0������ ��������� �������!�+,�������������������������������������������� ���������� � �������� ��������������� ������������ ���� �������� ��������/!!,��������� ����������������� ������ � ����������� ���������������������

��������������������� ������������������ ����������������������������� �$��������������� ������� %

&���������-�:0����������$������������������������ ������ �&�'�������������("���������������������������� ���������������������� ��$����� ����� �� ����������������������������� �������������������������

���������� ������������������(��� ������������������������������������������ ��� ����������������������������������������������������(�� ������� � ��� � ����� ���������(����������� "������������� �������� � ��� �������������������� � ��� ������������������������� ������������� �������� �������������������������������������

@��$ ��( �������� ����������� ���(���� ��������� ��������������������������������������� ����� ���� ����������������� ��������� ������� ���������� ������� ������������(���������� ������ ��� ��� � ������� ���� ������ ������� �

/��'���� ������������������ ����� ���

'�������������������� �� ��)��� ������� %����������������������D������������� ������������������������������� ���������� ������ �� ���"��� ��������������������������������������������������'������� ����������������������������������� ��������$�������� ������� �������� �����������������$� ���������������������

6� ���������������������������� ��������� ������������������������������������ ��������������� ��������������������� ���������� ������������������6���������������������������������������$��������������������� ����������������������� ��� � � ������� �������������������������������������������������������� ���)���������( �������� ������� �

*��@��� ��� �������� ���� ��"���

'����������� ������������������������������� ��������������������������������������� ���� �� ��"��� ������� ��%

&�D������������"��������� ���������&�B�������������������������������������������&�'��������������������������������������������������������������������

Page 110: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

&�@ ����������������������������������������������� �����&�B� ����������������������� �������� ����������� �������������������&�6��������������������������������� � ������� ���������

9��D���� ���� ��� �� �

6���������������������������������������������������������������( ������������ ������������������������ �������� ������������������ ������ ���� � ��� ����"��� ���� ��� � � ������������������� ����������� ��������������������� �� ����� ������� ��$���� �������� ����

��?��

@����������������� ������������������������������� ��� �� ��������������� ����������� ����'������ �� ����� ������������ ������� ������������������������������������������������������� ������ ����'���� �������������������������������� ��������������������������������� ��� "������������� ��������������������������������������� ����� ��������� �����������������������������������������' ����������������� ������������������������������������������������������� ���������� ������� �� �������� ������ ��������(�������� ��� � ����������-��������0������������ ��� ���������������� ������� ���-����������0�

+��'���� ���������������� �

�������������������(��� ���������������������� ��������������������������������"�������������������������������������� ����������$(�������������������'���������������������� ����������� �����"���� � ��� �������������� � ��� ������� ������������ ���������������� �������"������������� ������������ ������� ��������� ������� ������������� ��%

&�'����$� ���5������������������������� ��� �����$��������������������� ����������������������������������������� � ����� � ��� �&�;���'����������������������������������������������"������������� ������������������� �������������������������������"���� � ��� �&��������� ������ ������ ���������������������� �������������22,������������� ������� ����������������� �$���������������������� �����"���� ���� � ��� ���������� ��������������� ����� ��� ��� �������������������������������������' ���������������������� ������������� ������"�������� � �������� �������� ��������� ���������� ����$ ��������

*�������� ��������� ����

���������� �����������������������������������������������'������� ����������������� ���"������� �� ���� ����

�������� ���������������������������������������������������������������������������������$�������������B��������������������� ����� ����� ���� ��� �����������������������������������

Page 111: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������� ��� ������� ����������� ������������������������������������������������������%

&�'�������������� ������������ ����

&�����(��� �������� ��������������������&��� �$��� �������������������� �-���������� ��������������0����� �$��� � ������� �-������������0&����������������������������&������������������ ��� � �������� ����

'������������������� ������� � ���� ������������������������������������ ������������������������������������������ �����������������������$ ����������������������������������������������� �������������������������������� ����������������������������������� �����������$ ������ ���� ��������� ������� ��$ ���������� ���������?I� ����� ������������ �������������������� �������� ��������� �

/��D����� ����������?�������������

X ���� ����������������������������������� �$���������������� ������ ���������������� ��� � ���������� ��������������������������������������� ����� ��'������������������������� ����(��������������

�����"����*����������� ������%������������������������������

Salida de vapor

Tubos de gas

Hogar

Agua de alimentación

Purga de lodos

Page 112: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

#���������� ������� ��������������������� � �����������%

&�D����� ����������� ��������� �� ���� &�D����� ��������� ��������� &�D����� ��������� �����

�� ��$ �� �� ��������� ���� ����� ����������� ��������� ������������ ����� ���.;!!�O��������������������@����� ���������" ��� � ��%

&�B� ������������������������������������������������������ ���� ������� ����� ����������� ��������������������&�4������ ��� ��� ���������� ������� ������������� �&�J��� �����$ ��������������������� ����� ��������������������������������� ������������� �

*��D����� ����������?��������������

D���� ��������� ������ �$�� ������ ����� ���� ������������ ��������������������������� ������ �����"�������������������� ���� ������������������� ���� ������� �$�������������� ������� ���� ������������ �����������������������������J���������������� ����� ������������������� �������������������������� � ��������������������������������� ����� �����������������$����������������������������� � ������� � ������������ ���������������������� ���������������� �������� ���������������������������� ������������������������������������������ "������������� ����� � �����)���� ���������������������

' ��������������� ��������������� �� �������� ����� ������ ����������������������� ������� ���)����� �� ���������� ���������" ��� ������ ��������������������������������� ����������� �� ���� ������ �

����"����*����������� ����

Colectorde vapor

Vapor

Circuitode aguaColector

Page 113: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����� ����� ��� ������������������������� ��%

&�'��� � ��6� ������������������� ��� � ������ ��������������������������������������������������� ������� �����������������������������������������������������&�;����� ������������ �������� ���������������������� ����&�: �������� �������������������������������������������������������������������� ������� ����������������������&�<������ ����������������������������������������������������� �����������������������������(��� ����������������

9��D����� ���������������

������������� ��������������������������� ���� ���������������������������"����������� �-����� ��$ �� ���0������������������������� ���������" ��� � ����� ����� ����� ����� �

'��������� �$���� ���������������������������� �����������"���� �-����������������0�� ����������������������������������� ���������� ����������� �������������� ���� ������ ���������@���� ��������� ���� ��������������������������(����������������������� ������������������������������������� ����� ������� �� ��� ������� ����������� ���'�� ���� ��� � �� � ������� � ������ �������������"���������������� ������� �����"���� �������� ����� ������ ��������������������

#������� ��� ��� ������� ��� �( ��� ����� ����������"���� � �������� �� �� � ���� �� ���� ��������� ��������� � ��������������������������� �������� ����� ����� � �������� ������������������������� ���������������������� ���������� ������ ��������������������������������� �$������������������������� ����������������

6����������������� ���� �� ��� �������������$ �� %

&�=�� ���) � ����(��� ��'������������ ���������������������������������������������������������� ���� ���������������� ������ �����"���� �������������� �������� �� ���� ����������"���� �

&�=�� ������������������6� ��'��������� ��������������������������������������������� ������������(������������������ ������ �����"���� �������� ���� ����������������� ���(������������������ ������������� ����������"���� �� ���������� ��$ ���� �

&�=�� ������6� ������������������������������� ��)����������� ���������������� �������������B������������� ��� � ������������� ����������������� �������������������� ������������� ����������������"���� �-���������������������������0������������� ����� ������������������������� �������������� ���������"����� ����������������"���� �-������������������������������������������0�

&�#����� ���������� �� ������������ ���������������������������������������� ����� ���������������������������������������( ����������� ������ �������� ��� �����"���� �

'���� �� �)���� ��� � �����������������������������������������������"���� ��'������������� ��������������� ���� ��� ���������� ������������������'������������������ �������� ������������������������������� ���������� ����� ������������ �

Page 114: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����"��"���������������������3+��<�1���������2����������/��������7������ �����

�� ���������" ��� ����������������������������� ��� ����� � ����� � ������ %

&�B��������������� ��������������� ��������&�6���������������������� ����(�� ����� �/!!�������� ������������������&�B����������������6F*����� ��� � �������� ����&������������$����� ��� ������������� �������� �������� ���������������������������� ������������������������'���������������������� ��������� ������&�:������ �������������� ������ ������� ��������������� �&�' ��� ��������������������������� ��������� �����&�������� ���������������������� ������������� ����� �����"���� �� �������&�@������� �������� ��"�������� ������� ������"� ������ �� ��������� ���������"���� ���������� ��� ����&�H� ������������������������������������������ ���� ���������������������� �$� ����������������������������������� ������ ���"����&��������� ������������������������������������������������������������������������ �$����������������������������������� �$� ��������������� ���� �����

Fijo Incipiente Homogéneo

Burbujeante Transporte neumático

aa

a

aa

Page 115: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

*�������$!���$ ���������� �����������

B������������ ������� ���� � ��� ���"��� ����� �� � ��'�������������������������������� ���������������" ����� ��������� ����������������

�������� ���� ���� ����������������������������������������������������'����������$ �� ���� ����������������������������������������������;+,�

D�����"��� �� ��� ����� ������ �������������������� ������������� ����& �����?������� ��� ���������������� �������� ������ ��� ������� ������� ���������������������������� �������"������������������� �� ���� �����������������"���������

D���� ���� ��� �� � �������� � �������� ��������������� �����������������������'���� ���������� ��������� ���$ ��$����������������������� ������������������������ ����������� � ���� ���������� ������� ������� ��������������������������������� ���������� � ��$ ����� ����������������� "��������� ����������� ����������������������������'���� ���������� ���� ���$ ����������� �������� ������$ ������

6������������� ������ �� ��������������� �������������� ������� ����� �

������������"������������ ��

' ������������������������������ ������������?I��' �$���� ����������������������������������� ���-9+���+!�����0����� ��� ������������������� ������ ��� ������������������� ������������������������������������ �������������������������������$����������������� ����������� �������������� ��������������������������� �9!!!!����� ������������� ���"���������������������� ��� ���������

��������������� ������������ ���������� ������������������ ����������������� ��������������-�������0����������"�����������������������������"������������������������ �������������������������������������������� ��������� �������������������������������������� ����

<����������������������"�� ��������������������������������� ����� ����������������������� �������������� ��������������������� ��������� ��������������������� ������ ����� ��D��������(���������������� ��� � ��������� ���� ���������������������������������������� ������"���' �� ��� � ������������������ ����������������������������������������� �������� �������������

'��� �� ������ ���� ��� ����� �������������������������������� "�� ��� ������������������������������������������������������������������� �� ��F��� ���� �������� ���� ��������������������������������� ������� ����������������������������������� ������������� �� �� �

������������������������������������������"� ���������� ����� �������������������������� �$�������� � ���� ������������������������ ����� ����������� ����������� ��������"��������� ���������"������ ����� � �������� ������"���� ��'������������������������������������������������� �(����� ������ ����� ������������������������

Page 116: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Page 117: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����������������

���� � ������� ��

6��������$�����6����������������� �� ������������������������������������������� ���������� �����������������$���������������������������� ������(��� ����"���� ������������������������������������������� ������������ ������������������������������������"��

D����� ����$���������������������������� �������������������������������(�����:������5������� ����� ��������������������������������������� �����������(�����+����� ��

�������������������"��(��� ���� ����������������������� �����G������������������������������� �� �$���� ���������������� ���������������-� �������5���0�������� ����� �����������������������������B� ���������������� �������� ���� � ������������� ���� ���������� ������� ������������� ���� ���������-� ��5����5���0��������������� �6�������������������L������6�������' ���)��������������� ����� ������������������������ �� ��������������������������������������������� ��$���� ������'�� ���

J������������� �������$�����6�������������������������$����6������������$�����'�� ������������������ �����������#��������������� ����������������������� ������ � ������� ����� ������������������ ��$���� �6������ �������������� ������������-��� �� ��������� �;�9�*���;�9� 0��#��� ������ ��������������������������������������"�� ���������������� �'�����L��� ����L��7��&J����������������� ����$ �������� � ���� ��� ��������� �6������

�����������(������������������� ������� �6������ �������������/.22������������������������������������������������(��� ���������������������������������������������������������@������ ����5������� ������������ ��� �������6������������ �������������$��������������������������������#������������ ������������ �������� �6������������� ������ ������������������������$�������������

'��/1+2�8������������������������������$���������������J�A�������<��������7�����/;!/������������������������������������/;/.��� �������� �L��������3��� �6����������������������� ����������������������������

=���� ��$ ����������� ��������������������� ����MHM�-'�� ����D��������0����������� ����������� ������ � ������������������������������� ������ �� �������� ������� �6�������#������������������ ����������� ��$���� ������������ ������ ���� ���"������������������������������"������ ��� ���

Page 118: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��� ����MHM����������� ��������� �6������ ��������������������������������������� ���������� �������� �������� -!�/Y � 780� ����� ��������� �� 6�� ��� ������� ����� � �� ����� � � ����� � �� ��������� ����������"���������$ ����������� ������� ������������� �������������������:� ���/2 ! �������������������� ������� �

'�������� ������������ ������� �������� ������������������������������� ����MHM�������������(������������������������������� ������ �������������-�� ���� ���� ���� 0���������� ������� ���������� ��������������� ������� ������� ��' ������������������������������������� ������� �������� ����� ���������� �������� ���� ����MM������$����������������� ������� �6�������'�� ����������������� ������������������������ ����������

#� ����������������������������6������������������ ������� ���������������������� �� ����MM������������������������� ���� �� � �� ��� ����������� ���������� ��L����������������������������������������������������������� ������������������� ����� ������ ���� ��� �� ������������ �������� ������ ������� �6������������ ������������ ��� ������������ � ���� �

=������������� � ������������ �������������� ������ ���� �� �$��� ������������������ ���������� �������(���������������$���� �6������ �������������������� �������������������� ������� � ������� ��'( ������� � � �������� � ������� �� ����� ����"�� ������� � �� � ��������� ��������� ����� ������������������

���� �#��� ��� �����������$� �� ��

'��������6��������������������������������������������������������������������������������������� � ��"���� ���� ������ %������������������(��� ����������������������������������������������(������������������������������������������������������������� ��������(��������������������������������

'��� ����������������������������6������� ������ �����������������;�/��������������� �$�������������� �� ��� ������ ������ � � � ���� � ���� �� ��'������� ����� ��� � ������ �� ����� ������������������������ ���������������������������������������������������������������$�������������� �������������@�������� �� ���������$������������� �����������������������������������������$�������(��� �����������������������

�����������

��� ��

����� �����

�������������� �������

�����������

��� ��

����� �����

�������������� �������

����)����5�2�� ��������������� 72�����%���������?� ���

Page 119: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

Regenerador

Vmàx F Vmàx CVmín F Vmín C Vint CVint F

1

2

3

4

1

����)���5����������������; �������������7 ������������.����������������������' �0�<���� ��� 70� �������7 ����.�/���'���<���� ������� �����������7 ����.�/���' ���<���� ��� /�� ��������7 ����.�/���' ��*<��� ��� /�� ��������7 �������������'��*<���� ������� �����������7 �������������' �0*<���� ��

70� ��������7 ������������

�'������� ��������� �� ��������������� �����������������;�*���� �������������� � %

/�������������������� ��������������������������������������$�������"��������������������������� ����$������ ��$(���������� ���������$�������������� �$������������"����

'��������/&*��6����������������� ���������� ��� ���������������$�������"���������� �����������(����� ��������

*��'������� �������������$�������"��������������� ��"��������������������������������������������� ��������$������������������)�������������"����

'��������*&9��6��������������� �� ����������������$�������"����������������������� ��������'������������ ��������������������������������������������������������������������������������� ��������������$��������������� ��������������������

Page 120: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

9��?��������������� �$��������$��������������������������"������������������ ���������������������� ����������������������������$�������������������� ����������"������� �������������������"������ �����������

'��������9& ���'(��� ��� ���������������$��������������������� ������������������ ��������

������$������������������������ �$��������������$(������������ ���������$�������"�� ���������������"����

'�������� &/��6��������������� �� ���������������$��������������������"���������� ��������'������������ ������������������������������������$�� ���������������������$������������������������������������������*&9�

' ���������������� ������ � � ���� ����������������;�9������ ������������� ���������������������������������� � ���� ��$���� ��������� ����#��� ��������( ���� ����"� ��������������������������������������������������������������������������� ����������������������������$�������������������(��� �������������"�������������� ��� �������������� ���������� ���� �� � � ������ �������������� ��$�������������� �����������������������������������

������������������������������������� ��������������� ������������ ���� ��������������� � ���� �������������� ���� �����������������;� �������������� &/���9& ���������$�����������������"���� ������������������������������������ ������������������������ ����� ������� ������������� ��$���� ��' ����������$�����������������������������$�������� ��������������� ������������������������������������������������������� ������ �������������������� ���������� ���

������ ������������������������������ ��� ���������������������;�9������ ������������������������ �������&������������������������� ������� ����������� ��'��� �������������� ���� ������������������������� ����������������������������������� ���������$������� ������������������� �������������������� &/��������������������������9& ������������ ���/&*�

����������

�������������������������������������������

��������

������

�����)����5�2�� ����������������� ��%������

Page 121: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������������� �������������������������������������������� ����� ��������������;�9� ��� ��������� �������������%

H��'��� ���� ��������������������������������������������� ��������������� ��������������������������������� �$��������$�������"��

HH��'��� �������� �������������������������� ������������� ��������������������������������������������������������"����

HHH��'��� ���� �������������� �������������� ����������������������������������$���������������������������������� �����������������������' ������ �� �� ����������������������������'������ ��������������������"����

HI��'������� ��������������� ����������������������������� �������������������� ��� �������� ��������������������������������������������� ������������������������������������ ����6�������������� �������� ��� ����������� ��������������� ���������������� ���������������(��� �������� �������$�������"��������� ����������������D��������� ���������������� �������������� ��������������� ������������� ���������������� ����H�

Vint

Vmàx

Vint

Vmàx

C

F

3-4

2

1

2

3-4

1

2

3

1-2

4

3

4

Vmin

Vmin

����)����5����������������; �������������7 ���������������.�/�����������������1��������������

��!� �� ���� ���� ��� ��� �����

���������������������������$�������������6������ ������������������� ���������� ���������� � ���� ������������������������ ���������������� ������������������������������(��� ��� ������������������������������������������������������� ��� �������������(��������

Page 122: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

' ��������������������������������������������� ������(��� ���������������������� ���������������������� �������(��� ��������������������������������������������������������

@������������������������ ����� ��� ��� ������������ ����������������������"��� ���������������������� ������� �������������� ����� ����������� ������� ��������������������������������������������������������������������������������������(��� ������������������������������������������������� ��� ������������ �������������� ����������������������� ���������$����������������� ��(��� ����$�

�� � ���� ������ �������$��� �������������������� ���������� � ������� ���������������� ���������������� �����������������

#��� ���������( ����� ������ ��(����� ����������������������6����������������������������������� ��������������� �����������I����������'�� ��������� ��� �����������B�����#������ ������������ ��<��������������������� ���������� ������������������������� ��������������������I�����������������B����

B�����������������$� ���� �������� ����� � ������������������������������������������ ������������L��� ��������� ������������ �������� ��������� � ����������� ����6�����������'�� ����' ���)��������� ���(�������������� ��� ���������������������������� ������������������������������������������ ��$���� �'�� ��������� ������������� ��� ������������������������������� ������� ����� ������������ ���� ������������� ����

5����������������������������������������������L��� ���������������������������� ���������������� �� ���������������� ����� �:������5�<����������������������� ���������������������������������� �� ����������������������L��� ���������������������(��� �����������6����������������(�������������������������������������������������� ����$(�����������

F����� ��������� ����������� ��������������������� ����� �� ���� ����� ������� �6�������� ����������� ���������������$����� ������������������������������� ����������� ������� ��' �������� ������������������������������� ������ �� ������� ������������������ ���� ��������������������� �����������������������������������������"�������� ������������������(���������������� ������������������������������������������"�������������� ����������������� �������������������> ����������� ��$���� �������� ���������� ������$���� ����� ������������$��� �

B���� ���������������$� ����� ����� �� ������� ���������������������������������������������(������ �����������$���� ���������� � ������� � ������������( ������������� � ��� &� �������� ��������������� ���������� ����$��� ���������� �������� ��������������������� ��� ������������������ ������������ ����� ������ ������������� ���� ���@�� �� ������� �� ��������������������������������������$����

/������&������������ ���� !��������,���������������� �����$�����

�� ���������� � ������� � ����������������� ���������������������������� ���������������� ����������� �� ����� ��������� �������������� �����$��� ��B�������������������������������� ��� �������� ��������� ������� ��������������������������������������� ���� ����� � ��� � �

Page 123: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

B�������������������� ���������� �����������/�-5���;�+0��� ������������*������ ������������������������������� �������� �������� � ������ �

IsoterAdiabática(1pa

)Adiabática (4 )

P

V

TH

1

2

T

S

TH

TADIAB

1

1 2

�����)����&�� ��������.� ����������������0����������������

'����������������������������(��� ��� �����������������������(��� ��� ������%

���P�#��<����-�

�>�

�0���������������������������������������������������������������-;�/0

'���������������������������(��� ������$������������ ��)������� �� ������������������������� ������ ������������ ��� ����� �� ��� ���� ��������� ���$����� ��� � ��� ������ ��������������� �����$� ���� ������������������������������������������������������ ������

��������#����

�P�#��-�

�>�

�0��������������������������������������������������������������������������������������������-;�*0

��������������������Z������

�P������-#

���#

����0���������������������������������������������������������-;�90

B��������� �������� ������������$���������$ ��� � ���� ��(��� ��� � ����� ��������� ������������ ���������� ����������������� ��D���� ��� �����������������;�.������������������� ������������� ��$(�������� ������������������� ��$ ��� � ����$��� � ��� �����$ ����(��� ��� �$��������� ��������� �������

B������������������ ��������� ������������� ����������������������������������� �������������������������� �������������������$���������� ������ ������������� �����(��� ������������������������������ ��������������D������������������ �������������������������������� ��������� � ��)����� � �� � � ������������������������(����������������������������������������� �����������������������������

Page 124: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

2

1

4

V

P

3

�������������

�����������

2

1

4

V

P

3

�������������

�����������

�����)���5�������������������������7 ���������������.�/�

�D$�������������������� ����� ��������� %

6�� ����������� ���������������/!!�����������������������������"������/!!�����������������$(�����*!!�����'���������������� ��)������)������������ ����$��� � ���� ���� ��)�����������;�/�

�� ���)����*�������������.���������������������.� �����

�������������� �����������

���������������� ��� ���

������������������ ��� ����

������������������� ��� ����

�������������������� ��� ����

��������������������� ��� ���

�������������� ��� ���

6��)���� ��� ����� ���������������������������������$�������������������������������������B���� ���������� ����������������������� ������������$���������������������� ���������(�� �������������������������$(����' ����������������� �����"��� ���������� � ����� ��������� ����$��� ���� ����� ����)����������������� ���������������������� �������'��� ����� ����������� ����� ��������������� �����������������������������

Page 125: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

B������������� ����� ��������������������������������������������������������$����� ������������������������������ ��������������������"����������������������������� ��$��������$ ����(�������������� ��������� ��)������ �������

/��������� ���1� ��

'��������������������������� ���� ������%

D����� ��� �������� ����%�'������$�� ������ �������(��� ���������������������������������������������� ���������- ���������������#

����0��������$������������� ���

��������������S�������� ��������������������

B���� �������������� ���0�>�%�'���������������� ����� �����������$������������� ����������(��� ���������� ��������������������� ������������� ����$�������� � �� ���� ��'������� ������� ���������������� ������������ ������ ����������������������������'��������� ����#

�������#

� ��������� ���������������

�����"��������

�������������������������������

+������'���� �?������ >�@�%�'������$�� ������ ������������ ���������������������������������������������� ��(�����- ���������������#

� ��0��������$��������(��� ���

��������������Z�������� ��������������������

�� �� ��5�����$ � @�@0���%�'��������(������ ����� �����������$��������(��� ��������������� ���������� ��������������������� ������������� ����$������� �� �� ���� ��'������� ������� ���������������� ���������� ����� �����������������������������'��������� ����#

� �����#

���������

�������A���

����������������Z�W�ZS���������������������������������Z

����≥�ZS

��

'����������������)��������������������������������� �������������������$����������� ������������������������� ��)����������� ������� �������������������������������� �������#

� �����#

������������ ��

'������� ����������L��� � ����� ����������������;�1������������������B&I��������������� �$��� ����� ���������������������������?&6��������� �� �����������������'������ ��������� ���� ��������������D�������������� �� �� ������������ ������)���� �-� ���������0��'�������������D������� �$������������ ������ � � ������� ���� ����$��� G� ������������$(���������� ������������ �� �� � �������������������������������������������������� ����� �

'���������B&I���� ����������������� ����������L��� ���������������������������������������$ ���������������D�������#�����"� ������������� ������� ������ �� ������ �����������L��� �-������ 6������������������0� ��$������� ��� ������� ��������������������L��7���-�������������D������������ �������$������������������������0�������������������������� ����������� �

'����������������������������������� ������������ ��� �� ��$(���������� ��������� ����������������������� ���������������� �� ������������ ��'���������D��������������������������������$(��

Page 126: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������L��� ����������������������� ����������������� ���������������������������6���������)���� ������������������ �����$����������� ����������L��� ���� �������������������D������

�����)�"�#����� ���&$'����$%������������������������?� ������4������5���/����� 7��.�������� ����������������*������������� �� ���� �������������; ����

'�������$����������������������� ����� �������������������������������������������� ����������� ���� ��������� ��������������������������������� � ���������(�������������6���������������������������������������������/�����

ε�P���������� ��

B��������� �

�-;� 0

' ������$���������������� ���������$���������� ��������� ����� ����� � ������� ��������������������������������� �� ������������ ��������� ������� �-���������������� ���P�I

���>I

��0��D����

�� ��������� ��������� ��� ����$ ������ ���������������� ������������

)()( ���������������������� >

máx

mín1�

����������−=≤ ηη ������-;�90

' ����������������������������������������������������� ����� ��������� � ������ ����������������������������������$�����' ���������������������� �������������������������6���� �����������������������(��� ����������� ��������������������������� ����������������������������������������������������������������(���"��������������������� ������������$�������������� ���������������������������(������������������������������ ������� ����������������������������������������� ������������$������ ������������������������������

' ���������������������������������������� ��������6����������� �����(��� ��������������� ���� ��������� �� ������ ���$����� ����� �� ������ �� �(�� �������� �� ��� ������������ �� ��� ������-�����(��� ��� 0�������������������������������� ���������

B������������������ ���$� � ��������������������� ������������������ ������ �������������������� ������������� ��������������������������������$���� ��$��$ ����(��������������(��� ��� �������� ��� � ��)�� ������ ����� ��)�����$��� ������ ������ ��

Page 127: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�0��'(��� ��� ����������$��������������L���

'������������� �� ����� ���������������;�;�� ��� �������� ������� ����� ��������������� ����� ������ %

�����L��������������� ������B�� ����$(�����������-���0���D�������" ��� ������ �-D

���D

�0�-3>���TO0

����D������-��0�����?������������$(���-O0����?������������"����-O0���L�����������-,0

'����������� ��������������������������������������������

�����)�)��*�������4�����

D���������������������������������� ��������$������ �������������$(������"���%

V min =Cilindrada

Relación de compresión – 1

V min =Cilindrada

Relación de compresión – 1���������������������������������������������������-;�+0

������

I ��

�P�I ���[����������������������������������������������������������������������-;�.0

Page 128: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B�����������������)����������� � ������ �����������������������������������������������*S�

���?���P�?

��[������������-?

��&�?

�0�������������������������������������������������������-;�10

H�������������� ����$(���������������������������"���������������������������������� �� ������� � ��������������)����������� %

n =

Pmax Vmin

R T2n =

Pmax Vmin

R T2������������������������������������������������������������������-;�;0

D���� �� ���� ���� ������������������ �������� ������������������� �����������������������������������

�� ���)���50������������������7������������������������������������������

����� ������� ������� �� ���

1TC nRT1’/P1’ P4’

2 TC Vmín NRT2/V2

2’ TC +regeneración (TH- TC) Vmín nRT2’/V2’

3’ TH nRT3’/P3’ P2’

4 TH Vmáx nRT4/V4

4’ TH -regeneración (TH- TC) Vmáx nRT4’/V4’

D���� �� ������� � ����������������� ������� ����� ���� ������������ ���������

D����� ��� �������-/S&*0

)V

V·ln(·VPQ

1’

21’1’1’2 = ���������������������������������������������������������������������-;�20

@������������������������������ ������-*&*S0

���������Z����P���T�D

��T�-?

���\�?

�0������������������������������������������������������������������������-;�/!0

@���������������������� ������ ������-*S&9S0

���������Z����P���T�D

��T�-?

��\�?

��0��������������������������������������������������������������������-;�//0

'(��� ��� �������-9S& 0

�� )V

V·ln(·VPQ

3’

43’3’3’4 = ��������������������������������������������������������������-;�/*0

Page 129: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'(����������������������������� ������- & S0

���������Z����P���T�D

��T�-?

��\�?

��0���������������������������������������������������������������-;�/90

'(��������������������� ������ ������- S&/S0

���������Z�����P���T�D

��T�-?

���\�?

��0�������������������������������������������������������������-;�/ 0

B��������������������������������������������$��������� ����������������� ��������� ��������� �� ���� ����� ������ � ������� ������������������ ������������������������������������"��������� � ��� �������� ��)���������������$����������������� ���������� ��(��� ��� ������� ��������������9S& ���/S&*� ����� � ������ %

���Z�������

�P���T�D��T�-?

��\�?

�������0�������������������������������������������������������-;�/+0

����Z��������

�P���T�D��T�-?

���������\�?

�0�������������������������������������������������������-;�/.0

���

�������?�������

�P�?��T�-I

��>�I

�0���������������������������������������������������������������������������������������������-;�/10

�������?��������

�P�?��T�-I

���>�I

�0���������������������������������������������������������������������������������������������-;�/;0

���

��7�P�D��>�D

������������������������������������������������������������������������-;�/20

'�������������$����� ����������� �������������� ���� �����������9S���� ���� ���������� �������������������������������/S���*��B����������� ������� ������������$�����������"���������������������������������������������������������������-9S& 0����������(���"��-/S&*0��'������������"������������� ��������� �� � ������� �

�0��@�$� �����������L���

'����������L��� �-5���;�20� ���� �������������������������������������������������������� �������� �� ������������ ������� ������ �������������� �� � �� � ��������������$��� ��������������$��� ������������������������������������� ��������� �����*�

'��������������������������������������������������������� ���-5���;�/!0���� �������������� �������� ���� �������� ����� �������������� � ������� ����������� ����� �������������� ����$��� �������� ��� �� � ����� � �� �� ����� ���� ���������� ����������������������$ � ���������� ������������������������������ ���

'���������� ��������������������� ���������" ��� �����������������������������������������(��� �����(���"�������������� ��������������������� ���������" ��� ������������������������������������������� ������� �������������(����������������������������� ������������������������������

Page 130: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��� ������ ������� ��������������������(��������������������� ������ �������#�������������� ������ ����� "������������ ���������" ��� ��������� ��������������� "�������������������������' ���������������� ���������� ��������� � ����$��� �

�����)�,��4���� �������.�������������������������� �������������������4��������--� ��+��--� �!

�� ������ ��������������� ����������$(����' ���������� ������������������������� ������������������������� ��������� ������� ��' �������� ��$�������������6������

�����)��-����� ������.�������������������������� �������������������4��������--� ��+��--� �!

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

isotérmico

adiabático

Ren

dim

ient

o(%

)

Relación de compresión

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

isotérmico

adiabático

Trab

ajo

(J)

Relación de compresión

Page 131: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/��������� �'��� ���

'�������6������-5���;�//0�� ������ ���������������������� ����������L��� �������������� ������ � ������ ���������������� �������$��������������� ��� ����������������� ������

'��� �� ������ � ������������ ��� �� ���� ������������;�/� ��������� ����$����������������������������������������� ���������������� �

�����)����#����� ���&$'����$%�����*����%����������?� ���������� ���������!�5���/����� 7��.�������� ������������������*������������� �� ���� �������������; �����

B���������������������6������-5���;�/*0���� ��������������� ��� �������-/&*0������������������������������������������������������� ������-*&90�������(��� ��� �������-9& 0��������������������������(����������������������������� ������- &/0�

'�������6������� ������������������������������P/���������������������������������D�������' �� �������������� �� ������ � ���I���� �������� ����������������� ���������Z

��PZS

������� ������������

$��� ������ ��������������?&6�

@��$ ����������6�������������������L��� ����������������$ ������������������������������ ���������D������

)()( �������������� ���������� >máx

mín1�

������������� −== ηη �����-;�*!0

'���������(���"�������� ���/���������������� ���������������������������������������*���9���������������������

'��� ����� ����������������������������$���������������������������(��� ��� ��������� ��� ���������� ������� ��������������� ��������������$������������������(��� ����������� ��� ��)������ ����$��� ������ ������ �������� ���� ��������$ �� ����������������������"�������� ��������$������)���� ��

Page 132: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)�����*����%������

�0��'(��� ��� ����������$��������������6�����

'������������� �� ����� ���������������;�/*���� �������� ������� ����� ��������������� ����� ������ %

��L��������������� ����B�� ����$(�����������-���0��D�������" ��� ������ �-D���D�0�-3>���TO0���D������-��0���?������������$(���-O0���?������������"����-O0���L�����������-,0

'����������� ��������������������������������������������

D���������������������������������� ������������� �������������$(������"���%

1compresióndeRelación

CilindradaVmín −

= ���������������������������������������������������-;�*/0

����������I

���P�I

���[����������������������������������������������������������������������-;�**0

Page 133: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

H�������������� ����$(���������������������"����� ��������������)����������� %

máx

mínmáx

T·R

·VPn = ��������������������������������������������������������������������-;�*90

' �� �������� ������ ���������������9��D���� �� ���� ���� ������������������� �������� ������������������ ������������������������������������

�� ���)����50������������������7������������������������������������������

����� ������� ������� �� ���

1 TC Vmáx nRT1/V1

2 TC Vmín nRT2/V2

2’ TC +regeneración (TH- TC) Vmín nRT2’/V2’

3 TH Vmín nRT3/V3

4 TH Vmáx nRT4/V4

4’ TH -regeneración (TH- TC) Vmáx nRT4’/V4’

D���� �� ������� � ������������������ ������� ����� ���� ������������ ���������

D����� ��� �������-/&*0

)V

V·ln(·VPQ

1

21112 = ��������������������������������������������������������������������-;�*90

@������������������������������ ������-*&*S0

����������Z����P���T�D

��T�-?

���\�?

�0��������������������������������������������������������������������-;�* 0

@������������������������������ ������-*S&90

���������Z���P���T�D

��T�-?

�\�?

��0�������������������������������������������������������������������-;�*+0

'(��� ��� �������-9& 0

)V

V·ln(·VPQ

3

43334 = �����������������������������������������������������������������-;�*.0

Page 134: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'(����������������������������� ������- & S0

���������Z����P���T�D

��T�-?

��\�?

��0������������������������������������������������������������������-;�*10

'(����������������������������� ������- S&/0

�������Z����P���T�D

��T�-?

���\�?

�0�����������������������������������������������������������������-;�*;0

B��������������������������������������������$��������� ��������� �����������������������������������"���������� � ��� �������� ��)���������������$����������������� ���������� ��(��� ��� ������ ���������������9& ���/&*� ����� � ������ %

�Z������

�P���T�D��T�-?

��\�?

������0 -;�*20

�Z�������

�P���T�D��T�-?

��������\�?

�0 -;�9!0

���

��?������

�P�?��T�-I�"�

�>�I

��0������������������������������������������������������������������������������������������-;�9/0

���?�������

�P�?��T�-I

���>�I

��0����������������������������������������������������������������������������������������������-;�9*0

���

��7�P�D��>�D

������������������������������������������������������������������������-;�990

'�������������$����� ����������� �������������� ���� �����������9���� ���� ���������� �������������������������������/���*��B�������������� ������� ������������$�����������"���������������������������������������������������������������-9& 0����������(���"��-/&*0��'������������"������������� ��������� �� � ������� �

�0��@�$� ���������6�����

'����������6������-5���;�/90� ���� ���������������������������������������������������� ����@� � ������� ���������� ����(��� ����������� ��� ������ ��������$��� ����������������� ��������$(�������������������"�������������B��������� ����������� ����$(��������������/�+�������� ������������� ����"� ����"���� ���*��'���������������"�����������������������������������$(��� �������� ������������������������������������

�����������������������-5���;�/ 0��������������������������������� ���������(��� ��� ��������� ��)�� ������ ���� ������ ������������������������������������� ����6����������� "� ����������������� ���������(��� ������������$���������������� ������������������������ "����������� ��������" ��� ���������

'���������������������� ��������������������������������� �����/��' ����������������������� �(��� ��� ������� ���������������������������������������������� ���/�����������������

Page 135: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������� ������ ���"�� �����������)���� ������ ��B�����������������)����������� ����������� ��"������������������������������������������������ ������������������������������)����������� ��������� ��"��������B��������������� �������� ������� ������������������������������ ��� ������(�����/�

�����)�����4���� �������.�������������������������� �������������������%���������--� ��+��--� �!

�����)�������� ������.�������������������������� �������������������%���������--� ��+��--�� �!

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

�������������� �����

�������������

helio

helio (ADIAB)

0

100

200

300

400

500

600

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

�������������� �����

����������

heliohelio (ADIAB)

Page 136: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B����������������������� ��������������������� �����"�������������������)����������� � ��"��������B������ ���������������������������� ��������������� �����������������������������"������$(���������������������)����������� � ��"�������������������������"���� ��"��� ����� �

/��������� �%������

'�������'�� ���-5���;�/+0�� ������������� ���������������������� ����������L��� ��������������� ����� � ������� ����������������� �������$��������������� ��� ��������� ������ �������D������������������� ����� �6��������'�� ��������� ��$���� ���������������� �����������?�������������'�� ���� �����������������������������P/���������������������������������D����������������� ���� ������������������6�����%�Z

���P�ZS

�����6��������������������������� �����������D������

)()( ����������������������� >

máx

mín1�

������������−==ηη ����������-;�9 0

�����)�����#����� ���&$'����$%����������5����������?� ���������������������!��5���/����� 7��.������� �����������������*������������� �� ���� �������������; �����

�����)����5�2�� �������������� ��%����������� 7��

��� � ���� �� �

�� � � � � �� � � � � � �� � � � � �

� � �� � � ��

� � � � � �� � � � � ������ � � � � � � �� � ��� �� ��� � �

��� � ���� �� �

�� � � � � �� � � � � � �� � � � � �

� � �� � � ��

� � � � � �� � � � � ������ � � � � � � �� � ��� �� ��� � �

Page 137: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/���#����� ���"��'��� ���61� ��

'��������(���6�����&L��� �� ���������������������������������� �� ��������� ����� ����������������� ������� ���������$(����������������������� �� ����� �������� ���������������������������������������������������� ����������� ������ ���������������������������������� ���� ��� �D������������(���6�����&L��� � ���������� ��������������������������������������6��������������������������$ ������������������������������������ ����$(���������������� ��$ ��������6��������������(����������������������������� ������ ������������� ��)����������6���������� ���� ���������� ��������������������������������� ���������� ����������� ��������� ��� �$��������������������� ���

6����������������(���6�����&L��� �-5���;�/10���������������������������� ��� �������-/&*0������������������������������������ ������-*&*S0����������������������������� ������ ������-*S&9S0������(��� ��� �������-9S& 0��������(����������������������������� ������- &/0�

�����)��"�*���� �0�%������$4�����

�0�'(��� ��� ����������$���������������(���6�����&L���

'������������� �� ����$�� ���������������;�/1���� �������� ������� ����� ��������������� ����� ������ %

���L��������������� �����B�� ����$(�����������-���0��D�������" ��� ������ �-�

����

�0�-3>����O0

���D������-��0����?������������$(���-O0���?������������"����-O0���L�����������-,0

Page 138: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'����������� ��������������������������������������������

D���������������������������������� ��������$������ �������������$(������"���%

1compresiódeRelación

CilindradaVmín −

= ��������������������������������������������������������������-;�9+0

�����I ��

�P�I ���[����������������������������������������������������������������������������-;�9.0

B�����������������)����������� �� ����� ����������������������������������������������*S�

?���P�?

��[������������-?

��&�?

�0�����������������������������������������������������������-;�910

@��������������� ����$(���������������������������"���������������������������������� �� ������� �� ��������������)����������� %

2’

mínmáx

T·R

·VPn = ����������������������������������������������������������������������-;�9;0

D���� �� ���� ���� ������������������ �������� ������������������� �����������������������������������

�� ���)���50������������������7������������������������������������������

����� ������� ������� �� ���

1 TC Vmáx nRT1/V1

2 TC Vmín nRT2/V2

2’ TC +regeneración (TH- TC) Vmín nRT2’/V2’

3’ TH nRT3’/P3’ P2’

4 TH Vmáx nRT4/V4

4’ TH -regeneración (TH- TC) Vmáx nRT4’/V4’

K������ �� ������� � ������������������ ������� ����� ���� ������������ ���������

D����� ��� �������-/&*0

)V

V·ln(·VPQ

1

21112 = �����������������������������������������������������������������-;�9;0

Page 139: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@������������������������������ ������-*&*S0

������Z����P���T�D

��T�-?

���\�?

�0������������������������������������������������������������������-;�920

@���������������������� ������ ������-*S&9S0

������Z����P���T�D

��T�-?

��\�?

��0����������������������������������������������������������������-;� !0

'(��� ��� �������-9S& 0

)V

V·ln(·VPQ

3’

43’3’3’4 = �������������������������������������������������������������-;� /0

'(����������������������������� ������- & S0

��������Z����P���T��

��T�-?

��\�?

��0�������������������������������������������������������������������-;� *0

'(����������������������������� ������- S&/0

��������Z����P���T��

��T�-?

���\�?

�0�������������������������������������������������������������������-;� 90

B��������������������������������������������$��������� ��������� �����������������������������������"���������� � ��� �������� ��)���������������$��������������������� ���������� ��(��� ��� ������ ���������������9S& ���/&*� ����� � ������ %

�����������������Z�������

P���T�D��T�-?

��\�?

�������0�����������������������������������������������������������-;� 0

�Z�������

�P���T�D��T�-?

��������\�?

�0������������������������������������������������������������-;� +0

���

������?�������

�P�?��T�-I

��>�I

�0������������������������������������������������������������������������������������������������-;� .0

?�������

�P�?D�T�-I��>�I

�0�������������������������������������������������������������������������������������������������-;� 10

���

�7�P�D��>�D

���������������������������������������������������������������������������-;� ;0

'�������������$����� ����������� �������������� ���� �����������9S���� ���� ���������� �������������������������������/���*��B�������������� ������� ������������$�����������"������������������������������ ������������������������������-9S& 0����������(���"��-/&*0��'������������"������������� ��������� �� � ������� �

Page 140: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�0��@�$� ����������(���:������5&<�����

'�����������(���:������5&<������ ���� �����-5���;�/;0������������������������������������������������ ����#����� ������� ����� � ���������(��� �������������� ��� ������ ��������$��� ���������������������$(���������������������������������������� �����/�1+������(������������������ ����������������� �������������� ����� �������������� ���*�+��B������������������������������������� ���������*���*�+� �� ��������� � ��� ����� ������ ��� � �� ����� ����� ��������������������� �����������������������������$(������������������������������������ ���

L� �����������������-5���;�/20����� ��� ����� ���������������������������� ��������������� ���������������������$(���������������������������� �����/�1+������������ ��"������������������������������������ ������ ������������*S���9S�� �������������(���"�������� S���/��@������������������� ��������(��� ��� ��)����������� ����$��� ������������� �������$��������

�����)��)�4���� �������.�������������������������� ������������������� �0�%������$4��������--� ��+��--� �!

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

helio

helio (ADIAB)

Relación de compresión

Ren

dim

ient

o(%

)

'������������ �� �������������������������$(���������������� ����� ���������������������������� ����������'�������� ����������������������� ���������������/�1+�������������������� �������������������

'������������� ����������$��� ������������������������������ ����6������������������������ �������� ���������� ������������� ����������������������� ������������� ����� ��� ���������� ������ ��(��� ��� ���������������� ����)���� ������ ��������������� ��������� ��������������/��#��� ���������������)����������� � �����"����������������������������������������

Page 141: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)��,������ ������.�������������������������� ������������������� �0�%������$4��������--� ��+��--� �!

���� �%��� � �� ������� �� ������ � ���

'����$� ���������������������� � ���������$���������������������� ����������������� ������������6�����������������L��� ����������6������������(���������������������'�� ��� ������������$���� �����������������

B������ �������������$� ���������������� ����� �L��� ��6���������(������������ ��"��� ����� �������� ���������� ������������ ������� �����������������$��� �������������������������������������������������������������������������6�������

/��������� ������� ���� �����������������

������������������� ���������������������������������������������������������� �������� ����� ������$��� �

D������� ����� �������������(��� �������������� ��� ��)������ �������������������������������������������������� ������������������ �����������������������������������$ ������� ������������������������� ��������� �����/�+���9�

6��������������������������(��� �������������� ��� ��)���������$��������������������������$(�������������������������������� �����*�+��' ��� ����������������������������������������� ����� ������������������������������������ ���������*���9�

Relación de compresión

Tra

baj

o(J

)

0

20

40

60

80

100

120

140

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

helio

helio (ADIAB)

Page 142: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)��-��* ����������������

������������������� ���������� ����������������������������������������������������� ������������������������������������ ����'���� ����� �L��� ����(���6�����&L��� �����������$(�� ������� ��� � �� ��� ��������������� ������ ���� �� ��������� ��� ������ �� ����������� ����� �������� � ������� ����(�� ������������ �

6��)��������$�������������������������"���������������������������� ��������������������������� ������������ ���������/�1+�������������������� ������������� ����� ����� �L��� ����(��6�����&L��� ��B���������� ����� ���������������������������� ��������� ������������������*���*�+�

'������������$(���-5���;�*/0� ����� ���������������6������������� �������������L��� ���� ����������������������'��������(���6�����&L��� ���� ���������������������������������$ ����(��������6������

6�� ��������� � �� ��� ����� �� � ���� � ���� �(��� ��� � �� ������ ��� � ���$��� � ��� ������ � ������� ����� ������� ����������� �������������� ���������L��� �������������������������������#����� ������� ����� �������������������������� ���������*���*�+�����������������$������������(���6�����&L��� �� � �����������L��� �������� ��������6�������������������������������������������' ��� �����������������������������������������$ ��������� �����(���6�����&L��� �

L� �������������������������������$ ������������������ �����(���6�����&L��� ����������� ����(��� ��� �������� ��� � ������ ��'���(��� ��� ��������� ��� ����$��� ����������L��� ����������$ �������������������������� ��������� ����$ ������ ���*��B����������������������������� �����*������������� � ���������������L��� ����������������(���6�����&L��� ��B������������������������������������������� �����*�����������������������$ ���������� �����(���6�����&L��� �

D�� ���������� ���������������� ��� ������(���6�����&L��� � ��� ��� ����� ��� � ����������� ������� ���������� ����� ����� �� ����������������������������$ ��������� �����(���6�����&L��� �

P

Pmax

Tc Tn

V / nmin V / nmax V/n

ciclo Stirling

ciclo mixto Stirling-Rallis

ciclo Rallis

Page 143: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)�����4���� �������.�������������������������� ���������������.������������

�����)������� ������.�������������������������� ���������������.���������������--� ��+��--� �!

Ren

dim

ient

o(%

)

Relación de compresión

Relación de compresión

Trab

ajo

(J)

Page 144: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/��������� ������ ��� ���,����

'�� ����� �� ������������ ������ �� � � � ������ � ������� ������ ��� ��������� ����� ��� �������� ��� �����������$���� ���������$ ������� ������ �������������6����������������������������������������$(�������������������������������������������������������"����

�����)�����4���� �������.���������������?� ����������.�������� ���������������.�����.�/��������%������!

' ������������ ���������������������������� �� � ����� �;�**���;�*9����� �� ����� �� ����� ��������������������� ���������� ������������������������� ����� �������������������� � ����������� ����� ������ ��� �

#�����"� ��� ����������������� ���������������������$ ������ ���������������������������"������������$��$ ���������������������'����������� ������ �� ����6�������������� ��� ����� � ������������� ������� ����� ����� �

6��)��� ���� ������ ����������$ ���������������������������������������������� ������������������� �� ��� � � ��������� ������������"������������������������������������ ������������������ ����������� ����� ������� ���������������� ���������� ������������

���� ��� ���������������������*+ED���!ED������������������������������������9,�-5���;�*+0������������������������-5���;�* 0����� ��������� ���������������� �������������������������������������

Salto térmico

Ren

dim

ient

o

Page 145: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)�������� ������.���������������?� ����������.�������� ���������������.�����.�/���*����%������!

�����)�����4���� �������.�����������������

�@�"�A��������.������������

Trab

ajo

(J)

Salto térmico

Salto térmico

Ren

dim

ient

o (%

)

Page 146: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)������� ������.�����������������

�@�"�A��������.������������

�����)��"����� ������.������������������@�"�A��������.������������

Temperatura fría (K)

Trab

ajo

(J)

Tra

bajo

(J)

Temperatura fría (K)

Page 147: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/���������� �����������������$ ��

�� �������� �-��� ���� � ������� ������$��� 0� �������������������������� ���������������������� ����$(����6������������� ��������� � ����������� ��� ������������ ����$(��������������

6���� �������������������������������������������� ��� �������������������� ������������������ �������������������$��� ����������������������$�����'������������� �������� ��������������������������������� �������������������������� ������������������������� ���������������$����

���������������"������������������������������������������������������������� �����������������"������������������ ������������� ��������������������������$����

L� ���������������������������������"������������������� ����������� ����� ���<��� ���6�������� ��������������������������(���6�����&L��� ��'�����������������������$���� "�� ������������� ���������������"����������� ���������

'�������������������������������������������������������������������������������������6��������������������������� �$�������������� ���� ������$��� �

Variable ���������� ����������������� �������������� ��� ��������������

↑ Pmáx

↑ Cilindrada

↑ Régimen de giro

↑ Rel. Compresión

↑ Cap. Calorífica molar

↓ TH

↑ TC

�� ���)����4����������������������������� ���

���� � ��&����� ����������� ������ ��� � ��� ���� ��� �

������������������������������������������������� ���������� ��������� �������������������������������������������������������������� ������� ���������� � ������� ������������ ������������������������������ ��$���� ��' ���)������ ������� ���������������������������

Page 148: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

������������� ����������6���������������������� �������������������;�*���� ����� �� ������������������������ �� ������������� ����"��������� ����� ������������� ���

@������������ �����������������������$��������������������������� �����������6�������� ���� ����� �� ��������� ���������������� �������&������������������ �� ����2!E����������� ������������������������������������������������������ ��$���� ��'�����������;�*;� ������������������������������������ ��$���� ��� "������������������������������������������������ ��������������� ��������������������� �� ���������������������

'����� �������������������������������������������;�*������������� �������������������������������� ����� ������������������� ���������������$ �������� ���� ��������������������� �!E�������� ����9���������������$�������"�� �����������������������"����������������������������6� ����������� ��������� ���������������� ���-5���;�*20�� ���� ������������������������� ������ �*���9������� ���� ����� �� ����������������$�������"���������������� ������� �����$������� ����)���� �������������������� �*1!E����� �9+!E�

'����� ����������������� ��������������� �������� ��� ������������������� ����������������*&9��������������G������ �������������� � �������������$�� �������� ����$����������� ��$���� �������� ���)��������� ������ ���������������������������������

B������ ������������(��� ��� ���������������������������������������$��������������������"������������ ��� ������������� ��������?�� �� �� ������� �������������������������������������������� ������������������� ������������������������ �������� �� ��$���� ����(��� ���������� ���

�����)��)��&�����������������; �����.�/+��������������������� ��%������������2���������� ������������������������.�������,-�

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Volumenfrío

Volumencaliente

VolumenTotal

Page 149: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

0 50 100 150 200 250 300 350 400

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

caliente

fría

Diferencia

Porcentaje

����)��,�5������������������������������2������������� ���������������������������.������,-B

���� � ��������

'�����������:������5�������������������������� ������ �������� ���������������������������������������������������? �����? ���� �������������(���������������'�������������������������������� ��� ������$��������(��� ������������������� ����$ ���"��� ���������������������������������� ����������������������� ������ ���������������' ������������������������ ��������������������������������������������������6��������@��$ ����������������� ����� �������������������������������������������������� ������������������������ ����������������������������������������� �� �� �������� �

/��������� ������� ��������������

?���������� ������������������������������������������������������������������������������ ����� ����������� �?����?���'����$� ������������������������������������� ��������(���������������������������� ������ %�������������������������������������������� �������� ����� �-������� ���������$��������� ��� �������� � ������ ��� ����� 0�

'�������������������������������� ������������������������������������������������������� ���������������������� ������������)�������/� ���-;� 20� �������������!�/��'����)�������/� �� ����������%

���� = ����������������������������������������������������������������-;� 20

Page 150: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���%

���� � ���������� �� ���� �������� �� ������ ���� ����������� B���� ������ �� ���� � �������

�����������������������-�������������������0��' ����������������� �����C

�%��������������������������������������������K�� ����"����� �������� �� ���������

������� ������������������ ��������������� �����$������������������������������ ����������������$�������������� ��������������������������*+!����� �������

=%������������������������

H��������4P!��/� ���������������������������� ��������� ������ ������� ��� � ������ ������� ������ %

6����� ������������������ ���������������������� � ��� ��������������������������������������������������� ���������� �������������� �������� ���� �� ����������� ��'�� �� ����� ��� � � ����������������������� ��"���$ �� ��������������������������� ������������ ���������������������������������� �� ������� �����������(�� ��

B��� ������ �� ������� ��� ��������� ����������� ������������� ������ �� ��������� -�� ������ �����������0�������������� �������������������������������������������������-����������)���0�

/������1���������.���

������� ���������������������������������������� ���������$��� �������������������������� �� � ��������' �������������������������������$������������������ ���������������������"�����������������������������@��$ ������������������������������������ ��$����������������������������������������������� ��������� ���������������� �� ��� ������������������������������������������������� ��������������� ��������$������������������������������������ �����������������

B��������$����������������������� ���������������������������� ��)������ ����������� �

�0��'���� ����(��� ��� ����������$����������������������

6�� ������������������ ��� ����� �� ����� ������� ���������-���� �����������������0�

�� �������� �� �� � ��%#��%�����?������������������

#��%����?������������������������

#��%����?������������������������������

#��%����?�������������������������"�

#���%���?��������������� �������������������������

���%����=� ���������

;$��%��D�����������"����������������� �������������

���%���=� ���������������

;��%���D�����������"�����������������

Page 151: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���%����D����������������������������������

.��%����V���������� �����������������������������

�� �� ��� � ��%

��' ����/D��'������� ���������������������������������������������

������?��P�?

�-;�+!0

������?��P�?

��-;�+/0

?��� ��������/&*D��'�������������������������������������������������"�

���������Z��P��

��D�

��-?

��\�?

��0 -;�+*0

���������Z��P��

��D

��-?

���\�?

��0 -;�+90

�������Z����Z

�-;�+ 0

' ����*D��'������� ���������������������������������������������������������������������������������"��

������?��P�?

��-;�++0

������?��P�?

�-;�++0

' ����9D��'������� ������������������"���������������������������

�����?��P�?

�-;�+.0

����?��P�?

��-;�+10

?��� ��������9& D��'�������������������������������������������������"�

������Z��P��

��D�

��-?

��\�?

�0 -;�+;0

������Z��P��

��D

��-?

���\�?

�0 -;�+20

����Z����Z

�-;�.!0

1·Cvm

·Cm

TT·Cvm·Cm

T

ff

RR

HR1ff

RR

R2

+

+=

�����������������������������������������������������������-;�./0

Page 152: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

' ���� %��'������� ���������������������������������������������������������������������������������������

���?��P�?

�-;�.*0

���?��P�?

�-;�.90

'���� ����� ������� ��������� �� ������������������������������������������ ����������������������� ������������� �������������������$ ������������������������� ��������������

����������Z��P��

��D�

��-∆?0

�-;�. 0

���Z�� !��� �"�

�P����@

��-∆?0

�-;�.+0

�����������Z�� !��� �"�

�W�Z�

-;�..0

' ���� ������������������ ������$��������������������������� ������������ �������������������

#��� �� ��(��� ��� � ��� ������������������������������������������������������ ��� ���������� ������������������������������ ������������ ����� ������� ����� ����������������������

�D

�>

��D�

��

����$(������������������� ���������� ������ ��� ������������������ �������������������� �� ������ �� ������������ ������ � ������� ������������������ ���� ������ �

B������� ���������$(������������������������ ����� ����������������������������������� ������� ����������� ����� ����������������������������������

�D

�>�

�D�

��� ����������' ���������������������$

����� ������������������"�������������������� �������������������$ ���� ������ ��$��������������������������������$ � ���������$�������������������������������������� ���������������������

'������� ������ �� ����"���������������������+!,������������������������ ��)����� �������(��� ��%

100xTT

TTónRegeneraci

CH

EH

−−= ������������������������������������������������-;�.10

���%#��%��?������������������������������

#��%��?�������������������������"�

#��%��?�������������� �����������������������������������������������������������������"�

H��������� �� ����"������ ������ ����� ������������������� ����������������������"���� ������� ��������������������B���� ����������������������������� ����� ��������������������� ��� ������������ ������ �������������������������������������� ���������������� ����� ����� ������������ ����������

Page 153: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����D$������������������������������

D���� �� ���� ������� ��(����� �������������� ������������������� ������������������������������ ����� ��?��������� ������������ ����� ������� ����������� ��������������� ��������� ����

�D

�>�

�D�

��-/��*�� ��20��D�������� ���� �����������������$ ������� �������������

�D

�>�

�D�

����$ ��$��

� ����������������������� ������� ��������������������� ��B��������� �����������$ �������� ������������������?

�����?

������������� ��������������������������������������� ������������������������

� �������������������������������

#��� ����$������ ��� ����������� ����� ����������������������������������������������������"���������� �� ������������ ���� �������' ����������������������������������� ���� ������ �������������"�����B��� ��������� ��������������� ��������� ���������������������������"�����������������

'�������������� ���������� ������������ ����������������������$(������+!�,�������������� ����������� �����$ � ������� ��������������������������������������

/������1�������������������

���� ��������� ����������������� ������ ������+!,��������������� ��"�������������� ������������ ������ ������� "��' ������������������������������������������������������������� ���������������������

� ������ �� �� ��(��� ��� ��������������$����������������������� ����������������������������������������������������������������������������>�������������� ��)���� �������� &�' ������������� �������%

&D����� ��$ ������ ����������������������������� ����������������������������&D������������ �����D�>��D����$ ���� ������� ������������������������������� ��������������B������������������ ���������$(���������������� ����� ����������������������������������������������� ����������������������� ����������������������� ���������D

��������$

����������������������' ��� ���������� �������������� ������������������ ������������ ������ ������� ���������������������������� ����������������������������������������������$���� ��������������������������������� ���������"����� ����������� �

@��$ ����� ����� � ����� �����������������( �������� ���������" ��� ��������������������������������������������������������������������%

�&'������������������������������� �������������������� ����� ����"���� ����� ������ �������� ��K�� ����"����� ���� ������������� ��������� ��������������������������:������5����� ��� ������ � �� ���� ��� ������ ���������� ����� ������� ����� ����� ����������� �����������

&'������������������������������������������������� ���������������������� ����� ����

&'������������������ ������������������������������� ���� �������������

Page 154: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���� �'������������� ��

�� � ������� ����$��� ����� ������� �6������ ������ � ��������������� ���� ��������������# ��������� � �$���� � ���������� ������������� ��� ���������� �� � ����� ������������ ����� � ������������������������� ������� ������������������������ ��������������������� ��� ��� ������������ �����������(���� ���������������$������������������'������������������ �� ����������������������� �� �� ���� ������ ����������������� �� ������� �

���������;�9!����� ����������������������� ���������������������������6�������B������� ����� ��� ��������� ��$ �� ��������������������� �� ������������������

�����)��"��&�� �����.���������������� ��%������������:$��7 �������� �������+�($��7 ��������0�������+�*$�����������+�#$���������+�5$���.��������+��$���������

��0�����+�8$���.�����������0������

'���� � ������ �������� � ������������ ��� ��� ������������� ����� ���������" ��� ����� ��������� ���$��� ����������

/�*������� ������������

'��������� �����������������������$����������������������������(������� �$��������������� ������������ �������������������� �$��������������������������������������� �� ��������� ����������������������"�������������� ������������������������ ���������'���������� ����� �����$�������������������������������������������� ��������������������������� ����$(���������������������'�������������� �������� ���� �� ��)���������������������%

�0��B ����0��#� ��������0��=(���-� ������� �������0

Page 155: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

6����������� �������������������������� ��������������������������� ��������� � �� ����� �������������� ����������������������)�� ����������������������������������������������������(������

'��� ��������� ������� �������������� ��������� ���� ������������� �������������� ��������� �� ����� ������$������������ ����������������������������� ���������)������������������� ���"��� �

���� �������������������� ������������������������������ ��� ����������� ������ �� ���� ��������������� ����������������������������������6���� ��������� ����������� �����"��� �������� �������� ��������������� "��������� ��@�� ��������� ����������������(����������������������������������� ��������� ����������6� ������ �����$��� �� �������� ������������������������������������������������������������������������ ������ ��������������������������� �������������������������������������

'����������(�������������� ���>� ���������� ���������������� �������������������������������������������������������������������� ��� ��6�� ������������������������������ ����������� �������������������� ��"���������������

�� ���)���#�.����������������������+�������1������? �� �0

Pistón Gran ∆P Pequeño ∆Τ

Desplazador Pequño ∆P Gran ∆Τ

Mixto Gran ∆P Gran ∆Τ

6��)�� ��� �� ����������� ��� ���� ���� �������� �� �� ������� �6��������������� ���� � ��)�� ��� ������������� ������� ����������

/�*������� ���������(!�����!���

�0��@������������������� ��� ����������

�� ������������ ��������� ��� ����������� ������������ ������ ������ %

&�#������ ���

&�B ���&� �������

&�B �����"���

����������������������� ������������������������� �������������������� ��������������������� ���� ������ ������������ ���>� ������������� ������������� � ����� �������� � -5���;�9/0��' � ���������������$ � ������������� �������� ������������� ������ �������������� ������ ���� �����������������

Page 156: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)����������%������������ �������������� �����������!�*������������������4����!+� !�*�����������'+��!*�������������

'�������������������� ���&� ���������������� ������� �� ����� ��������������� ����� ��������D���� ���������������������� ������������ �$� �������� ������������ �������������$ ���������������������������G�� ��������������������������� ��������

?������� �������� ���������$ ��������������� ����� �� ����������� ��� ����������� ��������� ��������� ��������� ����������� ���� ��� ���������� ������ ������

' �����������������$ ����������������� ����������������������������� ������������� ���������� ������� ��B�� ������ ����������� %

/���#��������)����-5���;�9*0%��������*���#�������������-5���;�9 0%�����5����

�����������������������)�������������� ����������������"������������������$(�����������B������������������� �� �������������������������������$ �������������� ������������� � ������������������������������������� ���������������������

'���� ������� �:������5���� �����"������ ������� � ��� ������� ����� �������"�����'���� ����������� ����� ������������������ ���������������������������"����������������� ������ �B�� ����������� �������� ���� ������� ���������������"�� �������� �������$ ����� ���������������;�9 �������������� �������� ����]�S�������������)���������� ������������������������ ����

?����� ������������� ������� ������ ����������� ���������� �������������� �����������������"������������ ��������������������

Page 157: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)����������%������������ ����������������������������1���������������;�����!�*��������������0�����4��=���$C�����!+� !�*��������1����������������%������!+��!�#����������� ���

�(����!

�����)��������%������������ ����������������������������1�����/2�����������D.�������E����F���:$�������1�����/2���+�($��������/2���+�*$�����������������+�#$��������.�/+�5$�����������+��$�5�����

��������

�0��@������������������� �������������

'���� ����������������������������� ����� ���>� ��������-�(��0������������������� �� ����� %����������������� ����������������� ��������������(��� ���������������������������� ���'����� ������������)����������� �������$��� ��������������������� ������������������ ���� ������� ��$ ���������������� ��6������������ ���������� ���������� �����������;�9+��������� ����������� �� ����

Page 158: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)����������%������������ ����������������������������1�������� ������������!�*��������������0�����G�������!+� !�*��������1����������������H�� �����$%�3I��1=�..!+��!�*�

������1�����������������������������,-°��4 ����!+��!�# ���������������0���������4��� I!

�����)���������%����������� �����������!�# �����������������3!+� !��������������%�� ���!��������������������������������� ���

B�� �������������������������������������� ������ ������� ��� �������������� ���������������� ����������������$ ��������������������6����������������������������������(������ ����������������6��������� ��������������������� � ������� ���*!�78�

Page 159: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/�*������� ��������� ��,�$ �����"������������������

��� �� �������� ������� �������������������������������������������������������(�����������������������������������������

' ��������������� ������������������������������ ��������������������������������������������������� ������������� ������������ ��������

'��� ��� ������� ���������������������"�������������������� ������� �� ������� ����� ��� � �������� %

�0�X�����������������$���������0�X��������������������$���������0�X���������������������"���

'���������������������"���� �$������(���������� ���������� ��������������������������$�������������������������������������"���������� ������� �������� ����� ����� ���������������������������� ������ � 6������� ��� ������� ������ �������� ��� � �� �������� ������ �� �� ��� ������ � �� � ������������ ������������������� ������������

B��������������%�� �����������$ ������������$ ������ ��������������"���� �� ��� ���������� ���������� �������������������������������� ��� ������� ������������������������������

B������������������-�����0%����� ����� ����������������������������� ������� ����� �������� ��� �����������������%��� �� ���� ������� ��������� ������� � ������ ������������ ��������� �� �� �����(��� ����������������������������������������������?����������������� ������������ ����(��� ��������������� ����� ��������� ���������� � �������� %�� ��������������������������� ��������� ������� �������� ��������� ��� ���� ���� ��� ���������� ��������� ��$���� �6������������������������ ���������

������� � �������������������������������� ������������� ���������������������������� ���������������' ��� ��������$���� ������������������������������ �� ������� �������������������������(��������� ���������������� �� �������������� � ������������������������������������������������������������������������� �������� ������������� ������� ��' ����������������������� ������� ������� �6����������� ��� ������������������� ��)��������������������� ������� ������� ������� ��������������

��0�X����� �������� ����$��������

'�����������������$�������������������������������� � ������������������������������������������������������� �������� ��������� �� ������� ��B��������������� ������� ����"������ ��� �� ��� ���������������� ������������� ���)����������� ��������� �� ��� ��� �������� � ��� ������������ � �� ��������������������������������������������� ��� ������(����������������$��������� ���� ������������� ������������������ �������������������� ������ ������� � ������ ���������������' ���)�������������������������������� ������������� ���������������� ������ ������

Page 160: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

6��)����� �� �������� ������ ����� ������� ���� ������ �� ��������������������� ��%

�����B���������� ����(��� �-5���;�9.0����B���������� �������(��� �-5���;�910���B�����������)����-5���;�9;0

D������� ������� ������ �;�9.��;�91���;�9;���� ������������ ������� ��� ������ ����������� ���������� ��������� � ��������� �������������� ��������� ������ ������� ������� ����� ���������������������������������������������� �������� �����������������������������������������"������������ ��

�����)����:���� ����� ��7���������� ����%�������������? �����0��������!�:���� ������ ���������!+� !�#�� ���������� �����/���*���=�!+��!�#�� ���������������

������)��"�:���� ����� ��7���������� ����%�������������? �������0��������!�:���� �������4��+� !�#�������������

��0��X����� ����������� ����$��������

?������ ��������������� �6�������� ������ ������ ��������G� ����$���� ������ ������ ��� ������� �������������������� ����������� ������� ���� ��� ��������������� � ������ ������ ��� �������������������������� ��������D�������� �$����� ����$����������������������������������������� ��������

Page 161: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����)��)�:���� ����� ��7���������� ����%����������? ��;�����!�(����������J�K��+�� !�*��J�K����� ���������������������+���!�*��J�K����� ������������������ �����/�

��� ������������������������ ������ ���������������������������������(�������������������"���������������������' ����� ���������� �� �����������������������)�������������������������������������� ������� ���� ��������

@��� ��������� ������$������������������������������" ��� �������������� %����� ����� ������ �����&�������������� ��������� ��������������������� ��������������)���

?�� ��� ������������� �������� ��������� �� �� � ����$�� ������������ �6��������� ������������������;�92����� ���������� �������� �

desplazador

pistón

muelles de gas

desplazador

pistón

muelles de gas

�����)��,�����%����������D�������� ��E��!��#�������$������1���+� !�#���������/2�����D.�������E����F��

Page 162: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��0��=����� �6���������������������"���

6���������������� ��� ���������������� ������� �������������� ��������� ����� �$����$������������������ ����������������������-���������^����0�������� ��������� �������� ������������� �������B����� ����������������-����<��5� �0�����������)����-����C ���0�

/�*����% ��������������(!������ !$��������

�� ������� ������������6������������������������������������ ����������������������������������������� ����������������'����������� ������������������������������������������� ���� ����������������������� ������� �������������������� �������� ������ ����� �������6���� ��� �� ������������������������������������������������������ ��������������������� ������������������������������������� �������$������ ��� ��������� ������ �������������������������� ���������� ���� �������������������

�� � ������� ����� ����������������������� ��� "���� ����������%

�0��D$�������� �����%����������������������������� �����������������(��������� ������������������������������$������������������ ��������(������������������-��^���������� 0������� ����������������� ��������������������������#��� ������������ �� ���� ����������������∆B��������������������$(�������������� ���������� ����� � ���� ���������������������� ����$ � ������ ��B�����_����� ������������ �������������� ������$����������������� �����`�6���� ����� ��������������������� ���������������� ������������������������ ������� �������������$������������������(��� ��G������������ ���������������������������� ������� ���������������������������������� ����������6���� ����� �������������������������� �������� ���� ���������������� ���$ ��� ����������(������������������������������ ���������������������

�0��D$����������� �����%������� ������������$����� ���������������������� ������ ���� ��������������������������� �������������� �������������� ������������������������� ������������������ �� ���� ���������������������� ������������ ��6 ���� ������������ �������� ������� ��������&@�-������0�������� �� �������������������"���� ����� ������������������������� ����� �����������@���� "����������������� ��������� ����"����

����������������� ��������� ������ ����������� ��������������������� ����������������)�������������'���������� ��������������� ��������������������� ������������� ��������� ����������� ��� ������� ���������� �� ��� � ��������� �� ��� �������������������� � ���������6���� �� ������ ���� ���������������������� �� ����������������������������������� ����� ����������������������������������

'��� ���������������� ������� �6��������������������������� ���������� %������������ ��������� ��������������� �� ��$���� ��� ���������6��������������������� ������$����� ����������$������������������������)��������������� ���������$����� ������������� ����� �������������B���� ������������ �� ���� � ����������������������������������������������� �

Page 163: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/�*�#�������������������� ��� ���������������

�������� ������ �������� ����� ������� �6��������� ���������� ������� ����(��� ����� ���� ����������������������� ����� ��������� ��������� ���-����������*0������������������ ���B������������ � � ���������� ����$��� � � �$�� ������������� ����� ������ %� ��^������ ���� �� ������� ��������� ��� ���� ���$����������� �������������������� ������� ���� ��� ������������� ����� ������ ������� ��� "�������������)����$ �����������

'��)�������������������$�������� ������� �6������� ���������������������������������������� � � ���� ��������� �������������������$��������(��� ������������������������������� ������� �� �������� ����� ����������� �������������������� �����������������$����������������

���� �'�������� �(�� ��

�� ��������� ��������� ������� �������������6������ ����� ������������� ��������&�6�������� ������������������ ����������������������������� ����$��� ������ �������������� ��������������������������������������������������������������� ����� ��������������������������

�� ���)�"�C �����������.������������������� ������������������ 72������%������

���������������������� ����������������

�������

�������������� �� ���������

�������

Calentador Enfriador Absorvidor Absorve calor del exterior y la cede alfluido de trabajo. Es la salida de lacámara de expansión

Enfriador Disipador Calentador Absorve calor del fluido de trabajo y lacede al exterior. Es la salida de la cámarade compresión

Regenerador Regenerador Regenerador Absorve calor del fluido de trabajocuando lo atraviesa e un sentido y loguarda para devolvérselo cuando pasa ensentido contrario

Precalentador Precalentador Precalentador En motores calentados por combustión, calienta, con los humos, el aire comburente. En bombas de calor, calienta o enfría el aire entrante medianteel aire residual

Page 164: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������;�1�������� ���� ������������� ��������������� ����� ���������������6��������� ���� ������ %����������������������������������������)��� ������������������������� �������� ������������@����� ��$���� �������� �������������� ������������������ �� ��������� �������������� "������� �������������������� �������"�����(��� ���

'��)��������������������������)�� ��������������������� ������������������(��������������������������������������� �� ��������������� ���������������������������������������������� ��� ��� ��������������������������������������$�����

'�����������;� !� ���� �������� ��������" ���������������� �� ������������� ����������� ����$����������������6������

Humos

Aire

Airepre-calentado

Combustible

Aguarefrigerada

Aguacaliente

Humos

Aire

Airepre-calentado

Combustible

Aguarefrigerada

Aguacaliente

�����)��-��5�2�� �������� ��%������������������� ������H�������� �����������������<�:$�*�������+�($�4�.��������+�*$�4���������+�#$�&�����������

'�� �������� ������������� ����������������������� ������ ��$ �� %

�0��F�����������"��������������������� �����6�� ��������������������������������$���� ���� ���������������������������������B&I���� ��$���� ������������������������ ���������

�0��L��������������$(������� ������������� ���������������������������������������������������������������� ����� ����

�0��'������������ ��(�� �� ������������� ��������������������

@��� ����� ������� �������� ������������� ������������������������������������� �����$�������������� �6������������������������ ���������� ����������������������D���� �����$�� �������������������� ������������ ����� �������� ��������(������ ���������������

Page 165: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����) �����������������������������������(��������� ������������ ��$(������"������������ ��������������������� �������� ����� ������ ��������D��������������������?

���� ������������� ���� ��

? ��

� �������������� ����� �����B����? ��� ���������"�������������������� ���������� ���������

������������������� ������ �������� ���������� ������� �

'����� ������������ ��������������������� �����������"���������� �6������� ������������������ �����������������;�;����������� ������������������������������� ���

�� ���)�)��#���� ���������� ��������������� ��%�����������������������

Aire de entrada 280K

Aire precalentado 1500K

Productos de la combustión 2500K

Humos antes del precalentador 1600K

Humos a la salida 500K

Gas de trabajo al salir del calentador 900K

Gas de trabajo al salir del enfriador 330K

Circuito de agua de refrigeración (T media) 295K

��0��5��������������

=����� ������������������������������� �������������������������������������������� ������������������������������"������������ ������ ���� �����������)��������������� ��������������� ���������)����������� ���������������� ���������������������������������6������������� ������� �������� ����������?������� �������������������-9*,0�����������"��������� �������������������������������� ���� ���� �����������/ ,�������������������������������� .,��6�� ���������;,������� �

'����� ������������������� �������� ���� ������� �6���������� ������� ���������������������$ �������������� �������� ������������' ���������������� �$������� ���������������������� ����������� �$������������������������ ��� � ���� ����� ��������$ ������������������

���������;� /���� ������������������������������������� �������������������6�������� ������������-�������������0�������������������� ���������������������������#����������������� ����� ���������������������"�������������� ���������������������� ��$ ������ ����� ��������������������������� ����������������������������������� ��������������������������������� ���������������

Page 166: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Humos Pérdidas térmicas

Energ ía decombustión

Pre-calentador

Calentador

Pérdidas mecánicas Refrigeració

Trabajomecánico

Enfriador

Reg

ener

ador

Humos Pérdidas térmicas

Energ ía decombustión

Pre-calentador

Calentador

Pérdidas mecánicas Refrigeració

Trabajomecánico

Enfriador

Reg

ener

ador

�����)���������������?��������� ��%������������������ ���+������������� ���������������������������5��.�����������������������7����������

��0��5������$ ��

'������������������ ���������������������������������� ����� ������� ��6�� �� � ��� ����� ������������������ ��������� ����� ����������������������� ����������� ��������� ���������������L��� � �����"��������������� �������� ��������� ������� ���������� ��"��������������� �������B����������������� �� ��%��� ����� �� ���$���� ��(�������� �������� �- ������� ���/+!!����0���������� �����(��������� ������ ���� ���� ������� ������ �������� ������������������$ ��� ���� � ������ %

�&������������"��������"���� �����������������������������������������������������������#���������������� �������� � ������������� �������������"��������������� �����������

��&���'( ��������������������� ����������������������&����������&��������������������$ ���������������������������'���� ���������������������� �$����������� ������������ �� ��(����� ���������

���&��#��������������������������������������������������������� ��������������� ������������������������������������� �������� ��$���� ����(��� ����������� ���

�$&���'�������������������������� ������������� ���������� �������������������������������� ����� ��������������������������������' �������������������������� ������� �� ��������� �

Page 167: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/�/������ �������

'�����������������������6���������������� ������� ����������� ����������(�������������������������������������������������������������� ����������� ��������������������������� �� ����6������ �� �)������� ����������$��������(��� �������� ����������������������� ����$�������������������������������� ������ � ������� ���������������������������������������������� ������ ���������������������� ������������ ������� �����������%

������D��������������������������(���������������%���������� ��������� ����������� ������� ���� �������� � ������ �������� ���������� � ���� �������������������� ����������������:��������������������∆?������������������� ������������� �������������������' ���� ��������� �������� ������� �������� ����������� �

����D�������������������������������%�������������������������������������� ����� ������$�����������������������)���������� �����������������������-����������������������"����0��@����� �� ���������������������� ����$��� ��������� �� ������������������ �'����� ������� ������ ������������������������������������������������������������ ����������������������������-��� ��������� ����������� �� ������0�

�����D��������������������������������������%�' ��������� ��� ������������� ��������������������G�� ������������������ � ������������B�����������������������∆?�� ��$ ���������' �������� �������� ����������� ����� ����������$����

' �� ���� ������ ��(����������� ��$���� ��������������������� ����������������������������6�����%�� �������� ����������� ���� ������� ������*+!!�O���� ������/.!!�O���� ������������������#� �� �� ������������ ��( ����������� �������������� ������������������������������������������ ����/!!!�O�������������������������� ��������������� ��������$ �����%���� �2!!�O�

aletasexteriores

aletasinteriores

cabecera

tubos

aletas

quemador

tubo

aletasexteriores

aletasinteriores

cabecera

tubos

aletas

quemador

tubo

�����)�����*������������� ��%������������� �������!�#�������+� !��� ������������������+��!��� ������������� ������

Page 168: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

6��)������������������������������ ������������ ��� � %

�&���'������������� ��(��� ������������ ������������(��� ����&��'���������������������������������(��� ��������������������(������&��'������������� ��(��� �����������������������(���

���������������� ����� �$���� ��������������� ������� ���� ������ ������� ��������������������� ���������G� ��� ������������������ �������� �� ��������� ���� ��� �� �� ����������������������� ������ � ��������������� ����������������(����� �����$ �������G����� ����� �����������������(������������������������������������������������ ����������������������������������������������� � ���' ���� �����������������������������������������B���)������������������ �� �������������� ������������������ �������������������������������G����������������(����������������������������������� ������������� ������������������������������6���������������������� �����������

D����$���� ������ ����������� ����� ������� �6������������� ����-�� ���������� ���������� 0� ��)�����������"����� ������������ ����������� ���(���� ����������� ���� ����%

�0��D��������� �������� ��-5���;� *�0�0��D��������� ��������� ��-5���;� *����;� *�0

�� � ���������� � �� ����� � ������� �������� � �� �� �$��� ��� ��������� ����� �� ��������� ��� ������ � ������� ���� �����������B���� ��������� ������������������ ������� ���/�78��'�������� �$ �������� ����� �������������� ��������� �� ������������������������������ ����� �� �$������ ������� ��'�� ������� �� ����������� �� ������������ ����� ��������������G� ����������� ��� �������� ����������������������������������� ������������ �������� �

'����������������������������������� �������� ����������� ���� ������� ����� ������������� ������� ������������������B���� �������������������������� ���������������������������������(���������� ���/!!ED���������������"���������)������@��$ ���� ����� � �������� ��������� ���������������������������������������������������

���� ���������� �� ��������� �� ����������������� ���������������������������������������"����-����������������������������������� ��������� �0��?��������� �������� %

�&��'���������"����� ����������������������������������������������� ���� ���� ��� ������������G��� ��������������������������������������������������$ ���������

��&��'���������"����������������� ������������ � �����������������G������������������������������������� ������� ���������������������������������������� ��������������"���������)�����' ��� ������������������������������������

���&��'������������������"����������� ����������������� � ������� ���� ������������������������������������-�����"�� �������"���������������� ��������������0

'���������������������� ������������� �������������������� ��������� ���������� �����@��� �������� ����� ��������� ����������������������������������������������6��������� ���������� �������������������������������������������� �����6��� ���� �����������������(�� ������������

Page 169: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����� ����� ����� G��������������������������������� ���������������������������������������������$����������� �����'���� ������� ����������������������������������������������������������:������5-�$ �������������������������0����������������������������������� ������� �������������� ������� ������ ���� %

�0��L���������� %�?��� ���������������������� ��������������� �������� �� ����� ��B����� ���������� ����������������������D�� ����� �������������� ����������� �������������� �$������� ��������� ����� ������������� ���$(������������������ �����"���� �������� �������� ������ �������

�0��L���������� %�B���������� ����������� ����� ���������������� ����������������������������������������������� ���������$ ���$������ ���������������%���������������������������������������������������������������������������� ��)������������ ����'������� �$��������������������������������� �� ����$�������� ����� ������� ���������������� ��������������� ������� ����������'���� ������������������������������������������ ����� �� ������ ��������������������������������D���������� � ���� ����������� ����������� ������������6������������������������ ����� ��������� ������������� ����$��� ������������� � ������$��� �

/�/����1� ���������

'������������������������6��������������������������������������������������������������������(�������$ ���"����������������������������� ����������� ��������������������������� �� ����

'�������������� �$����������������������$������������� ����������������������������������������(��������� ������� ���

@��� ����� ��� ��� ���������������� �� ��� ���� ���� ������������� �������� ��� ����������� � � ������������������������������������ ������� �:������5�� ��������� �� ��������������������������������� ����+!,�����������"������������������������������������������������������������������ �����D������$ ������ ��� ������������������������������������� ��������$�������� � ����������$���� ������ ������ ����������

�� ������ � ������� ������������������������������ ����� �� �� ������� ������������������������������������������������������������$����� ��������� ���$����������� ���������" ��� ������������� ����� ��������������������������������������������������������� ��������)��������������������������������������������������� ���� ��� �������� ���������� ������� ������������������� ���������� �� �� ���� ��� �

B���)��������������������������������(������� � ������������������������ �������������������� ����������������������������������������������������������$ � �������������'������� ����"���������� ��� ����� ����������������� ���� �

=����� ����������������������������(������ ����� ���������� ������������������������� �������������������� �+!ED��$ ��������G� �������������∆?�������������������������������������� ����� ��������������� �������������������������� � ���

Page 170: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'���������������� ���������������������(��������(����� ��������������������������������������� �������������������������������������� ������%

�0��L�������������������%� � �� ���������������������������������������������������������-�"������������)�������0�� ������������������������������������������������������' ��� ��������$ ��������������� ����� ������������������� �� �������� �

�0��L������������������%������������"������ � ������������������������������������� ��� ����� �����������&� ������������������� ������������ �������������������������'������ ��������������� ������������������������ ���� ��������������� ������� %

&���D�������������������������������������� ����$��� %������������������� ��������������������' ��������� � ������������������ ���� ������������������ ������ ���� ������ ���������������� ������ ��������� ����� ���������������������� � �� ������������� ������ �

&���D����������������������%�' ���� ��������$ ��������������� ��������������� � ��������������������������������������������6������� ������������������������ ���������"����������������������������� ����������

��)��#�� ���������*

?�� ��� ������� �6������������� ����������� ����MHM�������������������������� ������� ���������������������������������� ����"���������������$���� ����������������'�����$���� ������ ������ ������������������������� ����� ��� ���������������

K������������ ����MM������� ��B���� ������������������������� ��������������������$ ��������������/2+ ��������������� ��� � ������������������������������� ������� ��� ��� ������������� ���(������� ������������ �

#� ��������� ��:���������:���� ��������� ������������ ����� ������������$ ������� ��������� �6�������'���������������������� ����� � ���� ������������������������������������� ������� ��� ������ ����(���������� �B������ ��� ���� ��������������"��6��������� � ��� ���� ������� ��������������� ����� ��������������������������

���������;�2������������������(��� ������ ���� ������� ����������� ��������� ������ ������� 6�������@����� ������� ���� �������(�������������������� � ���� ��������� �

/�7����8 !��������$�)�������

�� ����� ���������������� ���� �� ��������� ������������$ ����������� ���"������������������� � ��� �������������� ��$ �� ���� ���������� ������ ������� �6�������'��������������������������� ����� ��������������$ �������� ������������������� ����$(������������

Page 171: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ���)�,�&�� ����.����������� �������� ����%�������

mono-

componenteMono-fase gas H, He, Ar, CO2, H2O(v), ...

líquidoH2O, Hg, aceites, alcoholes,

CO2 (l), gasolina, ...

Multi-fase fluido condensante H2O(l) + H2O(v), ...

mezcla de gases Aire, ...

multi-

componente

Mono-fase líquido multi-component

H2O + solutos, mezclas, ...

[gas portador] + gas disociante

������������

multi-fasegas portador + fluido

condensanteAire + H2O(l) + H2O(v), ...

[gas portador] + fluido condensante-

disociante

[Helio] + N2O4 (l)] N2O4 (v) ] NO] NO ] O2 , ...

mono-

componenteMono-fase gas H, He, Ar, CO2, H2O(v), ...

líquidoH2O, Hg, aceites, alcoholes,

CO2 (l), gasolina, ...

Multi-fase fluido condensante H2O(l) + H2O(v), ...

mezcla de gases Aire, ...

multi-

componente

Mono-fase líquido multi-component

H2O + solutos, mezclas, ...

[gas portador] + gas disociante

������������

multi-fasegas portador + fluido

condensanteAire + H2O(l) + H2O(v), ...

[gas portador] + fluido condensante-

disociante

[Helio] + N2O4 (l)] N2O4 (v) ] NO] NO ] O2 , ...

=�������� �������������/21!����� �������������� �������������������� ��������������� ��B���� �D��������������������������������� �������� �������� %�?

���P�1!!ED��?

���P�*+ED����B

���P�//!7�>

������������������$���������������;� 9��D������������������������������������ ������� �������������� ���"����-78�>����� ����������������0������ ���� � ���������� ��������� ��������������������������� ������ ������� ���������� �������� �

#�����$������=����� ������%

/���@���������������������������������� �������� ����������������� ������ ������"��������� �����������������'��������������� ����"�������� ���������������� ������� �����������������B�������� �������� � ������%�η-���0�Q η-����0�Q η-�������0���������������������������������� �����������

*���@���������������������������������� ���"����-B�#�0����������� �������������� �������"��������

�������������� ���������� ������� ��������������������� ���������������������'�����

Page 172: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������"��������������� ���"����������������� �������������������������$ ��������B�������� �������� � ������%��B

�#��-���0�Q�B

�#��-����0�Q�B

�#��-�������0��� ������������������

����� ��������� ������������� �������������������� �����������-�������$ �����������������0�

9���D������� ������������ ��������� ��������� ������������������������ ���"���� ��������� ������������������������������������� ��� � �

Potencia específica Pesp (kW/litro de cilindrada)

Ren

dim

ient

o gl

obal

(%

)

o

o

Potencia específica Pesp (kW/litro de cilindrada)

Ren

dim

ient

o gl

obal

(%

)

o

o

�����)�����* ����������������������������,"-!������3�������+�3����������

��������������� �������� ������ ������������������������� ������ %

/����������������? ��������������� ��� �����������������������������

*����������������B ���������$ ������������������ ���������������� ��������� ������� ��������

� ���"��� ��������� ������������������� ������� �

'���������/21.�=���� ������������� ���� ������������? ��

���? ������ ����� �����������������B

��

����� ����������������������������� ���D����������������������������������������� �� �� ����� ������� �����=�������� ������ ������������"��������������$ �����������������$(������������@���������� ������� ��� ����� ������� �����=������=���� �����������������������$(�������������������� ������������ �?

�����?

�����������������������������G������������������������������� ��

�$(������������������ ���"�����$ ���������������������� ���������������������������'���������������������������� ��(�������������������:����������� �� ��� ����������� ������������:����-��$� ��������� ��������0�������� ������ ��� � ��������� �-�������0������� �-�������������������0������ �-���������"�����������0��?������ ������������� ��� ��(���������� ���������� ��������������� ��� � ������ �

Page 173: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����� ��������������� ����� ���� ������������������� ����� ��� � ��$ ������ ������� ����� ������ �6������

��0��D����6�����

���������� �������� ����� �������������� ������������������ ���$��� �������� ������������������������������������������������������������������������ ���������� �������� ��� � �������� ��������� ���� �������������������$�����' �� � ����� ������ �;� ���;� +�

F� ��������� �� ���$��� � ���������������������������� ����� �������������������� ����������������������������������� ���� ������ ������������������������ ��������� ����$��� ��������������� �� �� ��� � �� ����������������������������������������������� ��������� ��� ������� ����(�����������/�1+��6�������������������������������� �� ������� � ������������� ���������������������������� �������� ������������� ������� � ����(���������� ������� ��� � �

�����)������4���� ��������������.������������������������%���������?� ��������� 7������.������������������������� �������

@���������� ������ ��������������� ���� ����������� ������������ ��� ������������������� ��������� ����������������� ���(�������������$� ����� ����� ����� ������������������������$������ ���������� ����������$ ��������� �����������������������

B������������������� ��� �������������������� �� ������������������������������6�������� ��� ��� �����$����������������������������� ������� ��������� ������������������" ������������������ ���������������

Relación de compresión

Ren

dim

ient

o(%

)

Page 174: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)�������� �������������.���������������������%���������?� ��������� 7������.������������������������� �������

��0��D����L���

6���������� ���� ���������� ��������������������� �����6������������� ���(�������� �� �� ��$��� ��������������L��� �������� �� �� ����� �

�����)������4���� ��������������.������������������������4��������?� ��������� 7������.������������������������� �������

Relación de compresión

Trab

ajo

(J)

Relación de compresión

Ren

dim

ient

o(%

)

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

hidrogen

heli

argó

aire

hidrogen (ADIAB)

heli (ADIAB)

argó (ADIAB)

aire (ADIAB)

Page 175: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����������������������6��������� ��� � ������������������������������� ����������������������������������� ��������� � ������� ��������� �������$��� � ������������� ����� ������������������������ �������� ������������������������������������� �$��������������������������������� ����*�*+�������������������������� ��)�����$��� �� � ����������������� ��� ��� � ��� ��$ ��������������������:������5��/�1+�

'��������������������� ������������� ����������� ����������������� ������� �� ������������ �������� � ������� ��B���������� �� ��������� ����$��� ���������������� ������� �������� � �������������������������������������� �������������������������� �������

�����)��"������ �������������.���������������������4��������?� ��������� 7������.������������������������� �������

'��� �������� ������������������������������������� ��������� �����*�*+���*�+���� ������������������������ ���������������������������� ������������� ������� ��� � � ��"�������������������������������������� ����������������������"���������$��������������������������������������� ���� ���� �������$ ������� ����� ���������������������������������������� ����������D������ ���������������������6������������� ��� ������������� ��� � � ��������������������������������������������� ������������ ������������������ ��)���������������� ���������������� ��������"������� ��������' �� ������� ������� �������$ �������$(����������������$(����������������� ������������������������� ������

��0��D�����(���6�����&L���

F����������������� ����� ��� � �� ����� ���������������������$��� ������������������������������ ���������� � ������������ �������������������$����

Trab

ajo

(J)

Relación de compresión

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

hidrogen

heli

argó

aire

hidrogen (ADIAB)

heli (ADIAB)

argó (ADIAB)

aire (ADIAB)

Page 176: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'��� ��������������� ���� ���������� ��� �������������������������� �������������$ ������� ���� ��� ���������������������������������������������� �����������������������$�����B���� ���)������������������������������� �������� �������� ��������������������������� �$�������/�1+���*�+�B�������������� �$���������� ���������� � ��������(������������� ������������� �����������������������$ �� ��������� �������������� ��������� ��� ������� �

�����)��)���4���� ��������������.��������������������������0�%������$4��������?� ��������� 7������.������������������������� �������

�����)��,������ �������������.�����������������������0�%������$4��������?� ��������� 7������.������������������������� �������

Ren

dim

ient

o(%

)

Relación de compresión

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5

hidrogen

heli

argó

aire

hidrogen (ADIAB)

heli (ADIAB)

argó (ADIAB)

aire (ADIAB)

Trab

ajo

(J)

Relación de compresión

Page 177: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'�������������������������������� ������������� ��� ���������� �������������� ��� ��� � ��������������� ������� �(������ ��� ������� ���� �� � ������������������ ���� ������� �� ���� ������ ������� ��������'���������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������

?������������� ����� ����� �� ������� ����������� ������������������������������������� ������� ���� ����$����� ��(����� ������������������ �

#���� ������������ ����� ����������� ��� ������������������������ �������� �������� �����������'���������������������������� ����������������������������$���������������������������������������������������������������������������' ��������� ����������� �������� ������"��� � ���"��� ������� ���������������

���� �������$ ��������� �������� ����������������������������� �������������������� ����������� ��������������������@�������������������� �� ����� ��$ ������� � �������������������������������� ������������������ ��)�� ������ � �������������������������������������������������$���� ������������������������������ ���� �$�������*���*�+�

L� �������������������� ����� ��������������$ ������������������ ��������������������������������������� ��������� � ������ � ��� � �� � ���� � �������� ��$���������� ���� ��� ��������� ����� �������� ��������� ����$��� ��������������������������������������������

B���������������������$��� ����������$ �������� ������������������������ ����$����� ���������������������������������

/�7����8 !��������$�)� �(!��

�� ��"��� ����������� ����� ����������������� ������� ����������������������� ���� ��� ��������������� � ��������� ����������� ���������� ��������������������� ��� � ��3����=����������/29/��� ���������� ��������� ����������� ������������"��� ��������������������������������6������F���������������������*1,���������*+!������������������������ �� ���� ������ �������������� ���� �������������� �*!S1����� �;*�=B��� ���������������������������"�����������������������$(�� �� ��������������������� ��� ��"��������������������� �"���� �� ����������� ���������� ��� ������ ��

�� �������� ����� �������� ������������"��� ������������� ��� �� � � ��%

�0��?��� � ������������������������������������������������������ ��"��� ������� ������������������"����

�0������ �������������"��� �������� ����� �����������������

�0��'���"���� ����������������������������������� ������� �

0��'�� ����� ��������� ������������������"������������� ������� ������� ������������������ ��������������� ������������$��������

Page 178: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B�������� ������ ��"��� ���������� ��� ������� � ������� ������� �6�����%

������ ������� ���� ��� ��(��������� ����� � ����������������������$ ��� ���

����B������������ ����� ������� ��������������� �� ������ ��� ����� ������������ ������ ����� � ���� ���������� ����������$������

�0������� ����������������� ��"��� ������������������������������ �������� �

6�������������������� ��������� ��"��� %������������������� �������������� �����"������������"������(���������������������� �������������������������� ��� ����� ��Z���������� ������� ������ ����� ��� � ����� ������ ��"��� ����� ������� ���� �� �

/�7����8 !��������$�)�������$���� ���

'������������������������������������������6����������� ���������������� ���������$��������(��� ��������������� �������� ����������� ��������� �� �����������#�������������� ���$ ���������� ������������������������� �$������� ������������ ������������������������������ ����������������������������������������������� ������������������������� ����� ���������������� ������ �������������������� ��!�-�� �������������0��� ��� �-���������� ���������0�

6���������������� � ������� ������� ��������� �������� ���� ���������������������������������$ �������� �� �����������������������#����� ������� �� �����������( �������� ����������� �������������������� ��$ ������� ���������������� ������������������������������������������������������������������ ���������������$ �� ������8��7�����@�������/21 �����������������������$� ����������6���������������������� ������� �����������β� ������� ��������� ����$����� ���������6�������D������ ������ ����� ��������� ��������������β������������������������������������������ � ������ ������� ��� %

�0��'����������� �������������������������������������������� �����������������������)���������� ������ ������ ������������������������ ������������������� ����$(������������'�$�����������������%� ����������$ ���������

�0������������������������ �����������������������������"������������������������������������������� ������������������������� ��������$ ����(�������� ����������' �����������������������������������������������������$����

�0��'�����������β� �������������������� � ���������� ����6�β������������������������������� ���������$(���������������������@��$ ��� ������������ ��������� ����������������� ���� ���� ������� ��������� ��� �������������������������?

���� ���������B���� �����������

������ ������������������ ������������������� �������������;� 1�0��'�������������������������������� ��������� ���?

��������I

$�%!� �������������������������

' ������������������������������������������$ ���������� �������� ������������� ����������� ������������

Page 179: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�0��'�������������������������������� ���$ ��������$������������� ����������������(��� ����� ����������������� ������$ �������������������������� ������������������ ������������������������������������������'���������������� ���������$������������� ������������������ ����� � �����$ ��$�� ������������������ ������������$ ����� ������������

����(��������������������������������� � ������ �������� �������������� ����� ����� ���������������� �� ���������� �:������5%

�0�������� ��������"��������� ������ ��������������������� �������������)������������������������������������ ���������� �

�����)��-��5.��������������������� ������� ����������������� ���9�.���������������

�0��'���"������������������� ���������$������������� ��������������������������������������:���������� �������������������������������"���������������������������������������������� "����������

6�βP� ��� ����������� ���������� ����������������������������������������� ���������'�������������������� ����� ������� ������� ������� ����������������( �������� ����� ����������� �������&�������� �������� ����� ������������������������� ��

@����� ������� ������� ������������������������� ��� �������������������������� ������� �� ������������ � ��� ��� ���������� ��'�������� �����������������������������B

���-���� ��������

������������������� �0� ������������������?����������� ���)������������ �6�������������∆?- �����������0�������������� ����������������� ������������ �

Rel

ació

n de

pot

enci

as

Relación de masas

Page 180: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/�7����8 !��������$�)�(!�������������������

B������� ��������� �������������� ������������������������������)����������� ������ ����� ������"������������������� ��� �����"����� �����������������������"������������������������������������������������������� �� �������������������������"��������� ����������������

' ����� ���������������� ������� � ������� %������� ����� ��������� ������������������ ����������� �������( ���������� ��������������������$������β�-������������������� ���������������������������0������ ��$����� ������( ������������������ ����������������������� ��������� ��������������

�� �������� ����� ������� ������������������������������� �������� %������� ��������� � ��������$�� �-�������������������� ����0����� ����������������� �-����������������������������"�����������0�������� �������������������� �����-������������������� ������� 0�

'������������$ ������������������� ����������(������������������ ��������������������� ����& �������������������������� ���������������������6����������� %

J�F�����������[�J�F���� ����&&&W�*�JF���� ����[�*�JF�[�F�-!����� ����� 0�����-/��������� 0�������-*����� ����� 0�����-9����� ����� 0

8��7��� ��=��A����� -/2110� � ������� � ��� �������� ���������� ��� ������� ��� ���$������β� ����� �������������������������6�������'��������������$� � ����������6����������� �� �� �������� ����������������� ������� ����������������������������������������[��������� ��� ����� ������������������������$������������ �� �� ��� ������������������β� ������������������ ������� ����� ���$����� �� ����������������������������� ��� ��� ���������� � ����� �� �� �

���+� ���������,�� ������ &��� ��� ���

/��9�����!��������������������

���������������(�������������������������������������� ������������������6������������������������������/������ ���� ����� ��� �������������;�/!� �������������������������� ������� ����� �

�����������B�P�4�T����T���T�I -;�.;0

���%

�%��B����������������-80/%��J)�������4�����-����������.�/0�

�D��B�� ���������������-���0

�%��5������������������������-:�0�%��I��������������������� ��������������-��0

Page 181: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

#�����E&�2��F,�� ��/����5,����������������������� �

Temperatura del

calentador 600 K 800 K 1000 K 1200 K

NºBeale (motor bien

diseñado)0'008 0'017 0'025 0'030

NºBeale(motor poco

optimizado) 0'002 0'006 0'009 0'010

' ������������ �)���������$����� ���������� ���� ��� ����������?������� ������ ��������������������������� � ������������������������ ������� �6����������� %���������"�� ��������������������� � ������� � ������ %

η&'(��()*

��P��-!S ÷!S+0T η�+�),'

��P��-!S ÷!S+0T�-/�&�? ���>�?

��0 -;�.20

' �����������$�����6���������� ���������� ���������������� ��������? ��P�.!!ED�-�"���������)����

�������0���? ��P�*!ED�-����������������������������0��������"���� ������99,�������������#�����

������ �� �� ������� ��������� ������������������� ����"������������ �� ������������������������� ��������������������� ���������

��������������������������� ���������������"�������"������������������$�����B���� ����������� � ��� ������ � ������ �������$���������"����� ��������$��������������������������������������������� ����� ��%�����������������������$����-B0���������������-η0�

�� ���� ������ �B������������6������� �$���������������� �������� ��������������� ������������6����� �������� ����������������

�0��I������-�0%�H������������������������������������������������������������������G����"������������������������� ������������� ��������������G�� ���� ������������ ����������� ������������������������� ����� ������������B�����������������'��������������� ��������������"��������� �������������������������������������� ����� ���������������������������������� ����������������(���:����������B

�����������η��$(������������ ������ �� ���������������������-�aη

��b�W��aB

��b0�

�0��B�� �������-� ��0������ ����$(���-B

��0%�'����������������� ��������������������� �������

����������������������� ��� ����� �����������������������H���������������"����� ����������������������� ���������������G�������� ����� ��������� ��������������������������� �� ��������� ��������������������������������:���$��������B

������������η

������������ ������ �� ���������������������-�aη

��b�W��aB

��b0�

�0��?������������������������-? ��0%�' ��������������������$ ������ �������������������$ ����������

�����������$������������������ ���������$��$ ����������?������� �$�������������

Page 182: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

����������������������������������������������D��������������� ������������������������������

0��?�������������������������-? ��0%�B������� ������������������������������������������

����������������������� �������������������������������������������

���������;�+/��(�������$��������������������� ������ ��������� ��'�������������� �� �� ����$����� ������������� ������������������������ ��������������������������� ��� ���$ ���� ����� ��� ���� ������ �B������������6������� �$����������������������� ����$����� �����������������������������������6����� �������� ��� ���%

�0��D�����%�'���� ������� �6������ ������������������������������������������ ����)���� �$(������"���������� �� ������������������������������������������������������������������������������� ���������� �������-�������������������0��'���������������������� ������"����������������������� ������$����������������(����������� ���������� �������� ������� ���� ������ ���������������� ��� ����� ����� � ��������� ��$ ������ �

Tmax y Tminconstantes

Tmax y Tminconstantes

Velocidad, n Presión media, p̄

Temperatuade calentamiento

Temperatuade refrigeración

Tmax y Tminconstantes

Tmax y Tminconstantes

Velocidad, n Presión media, p̄

Temperatuade calentamiento

Temperatuade refrigeración

�����)����9�.�����������������������������7 �������.������ ����� ���������������������� ���������������� ���!���!�5.����������������������.�������������������������� ����+� !�5.����������������� ��������.���������� ������������������������+��!�5.���������� ���������������������������������������������������� �����+��!�5.���������� ��������������.������������������������������������������ �����

Page 183: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�0��L������������)���� ������ �-70%�' �������������������������������������������������������� ������������������������(��� ������������������ ���������$(������������� ���7�������!�;���/������������������ ����$����� �

�0��L���������������>�$������- >#0%�6�������������� ������������!�+����������������$�������(��� ������������������������ ����6����������������� ������� ����������������������������������������������������� ���� ��� �������� ������^������������������������������� ������������������� ����

0��L������������������������-M0%�� ������������������������������������-��������0�������������������$��������(��� ����'�������������� ������������������������������ ������������ ���(���� �-����������M0�����������������������������������:��������� �������������������M���������������� ����� ����

�0��V��������� �� ��-α0%����������������� �� ������� ������������6������ ����� ��� �������������� ��������������������������������� �� ��α���������������� ���������$(������������� ���α�������.!E���/*!E�� ��)�����������

���������;�+/���� ���������� ���� �� ������� � ������������������������������$��� ���������� �' �� � ���� ������� ������� ����������� �������������$ ������#������� �����( ������� ������ �� �������������������������������� � �������� �����������#����� ������� ������ ������������� ��(������� ������� �������������������������������������������� ������$��� �

�����)�����9�.���������������������7 �����������K�� ����������������� �+��������������������������������� �����+��������������������������������� ���������@��

���L�����!�τ @-M�����τM@-M����!�5.�������.������

��� ��� �������=@'��� �

L'�����

!��5���������� ����=���������������� �������+� !�5.������������������������ �����N@'

��� ���L'�����!+��!�5.���������7�����������.����α�

��������"���������� ������� ����� �������������������$����������� �������������������B���� �������������������� ���������������������� �

D��������������� ����������� �������� ��������������������� �6����������������������� ��� ����������������� �������������� �� �)���� �� ��� ������ ��������' ���� ����������������������� ����� ��������� �*+!!���������� �6������������� ������� �=@DH���������������$������������ �+!!!����

Page 184: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

@��� ����������������� � ������� ���� ������� �6�������������������������$������������ ���������� ������ ����������� �������� ������������������� ������� �������� ������������������������-���� ����� %�+,����������������������������6������������� ���������������� ������ ����*!!,0��' ���� ���������� ����� ������ �� ������ ����$��� ������������������� ��������� ���������������� ����� ������� ������������������$��������������� ���������� �����������������������

�������� ���������������&��������������������������&�������������������������������������� ����������������������� ������ ���������" ��� ��������������������������������������������������������������;�+*���� ���������������

�������� ��������� ����������6������� � ���������������������������� �������� ��� ���������������������������� ������ ��� ��$ ����� ������� ����$(������������' �����������" ���� �����������������%

�&� � B��� � ���� ��� ����� � ��� ��� ������ ������ �� ������� � �� ��� ��� G� � � �����������" �����������������������������

��&��'����������������������������������"���������������������� ��������������������� ������ ��� �

�����)�����*�������������/����������������������� ��&3���������������������������� �������� ���+������� ����

Velocidad del motor, n (r.p.m.)

Par

T (

N*m

)

Page 185: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

D���� ����������� ��������� ������ ����������������������&������������������������������� �����������&�� �$������ ��������������� ���������������� ����� �������$��� ����� ��' ������������������� ������������������������������������������������ ���� �������� ������������' ���� �������������������������� ������������( ����������� ����� ����� ������ ��� ������������� ������� �������� �����������;�//���������� �� ����� ��������������������������B���η,������������������-���������� ������������� ��������� ��������0�����������;�+/���� ����� �� ������� ����������$����

Potencia

Velocidad o Presión Velocidad o Presión

RendimientoPotencia

Velocidad o Presión Velocidad o Presión

Rendimiento

�����)����5.�����������?�������� ����������������������� �������� �+����.��������������������� ��������.��������������������������$�5.���������� ��� ���+��$�&?���������������� ����������.���������� ��+��$5.������������� �������+��$�&?�������?� �����������������+����������+��������������.������1����+��$&?�������?� ����������?��������3� �+������������?� ���������������������� ���.���+��$�&?���������

.�������� ��7����+�"$�&?����������.��������������7 ���+�)$�&?�������������������������0��������

@������������� ������� �������� �������������� �6���������� ����������"������������������������������������������� ����������� ��@��� ������������� ���� ������������� ��������������������� ������������� ��$� � ����$�����' �������������� �������� ��������������������� ����������������"���� ���������� ������������� ������������ ����� ��� ����$���

���������������� �� ������ ������� �6��������� ��������� �������������������� ����$��������G��� ��$ ����� ����������� ������������������������������@�������������� � ���� ����������� ���������� ������������������� ���������������������������� ������������

D����� ��� ����������������������������������������������� ���������������������������������������� �������������������� ���������������������������������������������������� �6�������6������� ���� ��� � ���� � ���� � ���� �������� �������� � �$�� � �� �������� �� �������� ' �� ���������� ��( ����

Page 186: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/��9��������������������!�

�� ���)�����*�������������������������?������������������������ ������� ����%��������*�������1������������.�������.����������������������������������������� ����� ����

��������

��������������

������

�� �����

��������

������

�� ������

������������

��������������: reduce la amplitud

de la excursión de la presión del ciclo Proporcional Nulo

������������������� �����: el

movimiento continuo (senoidal) de los

pistones y las inercias del fluido hacen

que la distribución ya no sea la ideal.

Proporcional NuloPérdidas del ciclo

modificado

��!�!�����!�: La elevada velocidad

con la que se repite el ciclo no permite

intercambios de calor isotérmicos.

Proporcional Constante

����������: a través y a lo largo de las

paredes.Constante Regresivo

���"�������#��!��!����: hacia el

ambiente.

� �����$�!�%!���!": los émbolos en

movimiento absorben calor por el

extremo caliente de los cilindros y la

pierden por el extremo frío.

&����: cuando la fuente de calor es por

combustión, parte de la energía se

pierde por el escape. Proporcional Constante

Pérdidas

térmicas

�������!���'�����: debido a la

diferencia de temperatura entre

extremos de los intercambiadores

Page 187: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'��������6����������������������������� �������������������� ������)������������������������ ���������������J��� �������� ����� ������������������-���������������������������������0������ ���������� �������������������& � �������������������������&����� ����������� ���������� ����� ����

������������� ������������������� ������� �6���������������� ������������������� ����������� � ��� ���� �������������� ������� ������ �������� �������� ��� ��������� �������� ����-��������������� ������������ 0������������� ������ ������������� ���������� �-:D0���������(�����������-DF0� �����(������������������� �������� ����������������(� ������������-JF

-0� �

������������������������� �������� ������� �������� �����������

' ��� ����� ����� ���� ������ �� � ����� ���� � ������ � ��� ������ �� �� ���� � �� �� ���� ����� ������������������������������ ���������������������������������������� ����� ��������� ����������� ������9!,��� ������ ���JF

-�

B��������� ������������������������� ������� �6������������������� �������������������������� �������� �������� � ����������� ������������ ����������������� �������������� �������� ���������������� ��������������������������������������� ���������� ������ � �-�����������0��' ��������������������������6����������� ����$ ������������ ������� ����������� �������� �����������

�� ������� �6��������������������������������������X ���� �������� � ������ ��������� ���� ������������ ���������������� ���� ������������� ������������������ �������� �����������������6 ��������������������������������������������������� �� ���������

#��������������������������� ���������� �6���������� ����������������� ����� � �� ��� ���(���� ���������������������������������������������B��������������������) ����� ���������������6���������������/!�4���/+�4����� ���������������������

����� �$ ��������� �����

'��������"������������� ������������� ������ ���������" ��� ����� ������� �6�������������������������������������������������������������������� ����D����� ��������������������������������$����������������� ������������� ����������������������� ����������������������������������� ����$����� ��'�� ����������&�������������� ������������������������������ ����� ���������� ����������������������������� ������ �������������������������������������� �����������������������������������

@����� ���������� ����������������������������������������������������������������� ���������� �������������� ��������� �������������' �� ������� � ����������� �������������������������������������������������� ������ � ��)����� ������������������������ ���������� ��������������������'���� ����@���4�������������;�+9������ ���������������������������� ������

'�����������������"������������� ������������������������������������������������������'������������������������� �����"��������������������@���D�������������;�+/�������������"��������������������������������������������������� � ���

Page 188: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Velocidad, n (r.p.m.)

Par, T (N.m)

Tresistente

Velocidad, n (r.p.m.)

Par, T (N.m)

Tresistente

�����)�����%��������������������������������� ��������.���������������� �����!����������������������������������������������!+����.����������������������

'������������� ������� ������� �����������)�� �������������������������������������������� -����������� 0�������������������� ��)���������� ������������������������������������������������������������ ���������������������� ���������$(������������-�"������� ���0����������$(�����������������$(�������������'�� �����������������$ ����������������� ���� ����������������������������������������������������������������������"��������������������������������&������������������������������������ ������=�������� ���������������� �� ������ ���������������������"����������������

' �������������������������������� ��������������������? ���

�� �������������������������������������B���������� ������������ � ���������������������� ������������������������������� ���� ������%����������� ��������������������������������������������������� ��������� ���� ����� ������������ G���� ������� �����?

������������������������ ������������������������������������������

������ ����������������� �������� ���� ��������� � ��"��������������������� �

B���� ������� ��� � ���� ������������( ����� � ������ ����������������������� %������������������� �������������������������������������������������������� ����$����� ����������������� ����� ���������� �� � ���� � ��%

&'������-���������0� ��������������������� �������������������������������� ���������� ��� ���������� ��������� ����������%���������� ������ �� ��� ���������$(������������������"����������� �����������������

&����������������������������? ���

� ������������� �������� ���������$ �������� ����-�"��������)����0������� ���� ���������������������������������������������������������������

Page 189: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�������������� ��������� ���������������#��� ������������ ��������� � ������ ��������������$ ����� ��� ������������� �������

��������"���������� ����������������������� �� �� ������ � ���� ������������������������ �� ������&������������������� ������������������ ������ ����$(���� ��� ������������������������ ������ ������&�

/�������:����������� ����������!��

'�� �������������������������������� ������������������������������$������������������������������������������������� ��������������������(��������������������"���������)������� ������������������������������������������������������������������"���������������� �����)����������� ������������������� �� ��' ������������ �����������������������������"������������������������������ ����� �������������� ������������ �������� ������ ����� ����������������������������� �� ������� �������� �����������������������'��������� ��$��������$ �����������������$ ��������� ������ ��������������������� ������� ����� ������������$ � �� �������$��� ����������������'�������� ��������� ��������� ������������ ��������������� ������ ����� �/!!ED�������� ��������� ���������������������������������������������"������������$����� ������������� ��� �������������� � ������� �

��������������������? ���

����������������������������������� ���������?�� ��� � ���� � ��������������$ � ��� ������������������������������������������ ������ � ���������� �����������������������������������������������������"����������������������'������� ���������������� �������������������������������&����� ����G������������������� ����� �����������)����������� ������ � �����������������G������������������������ ������������� ���(�������� ������ ������������� ���� ���������G������D������������������ �������6���������������/211���������������?

������� �����

��������������� ������������������������� ��������������� ����������������������������$������������ ��������������������������������@��������������������7&3���������4� ��� ����������������������������������������������������� ����������� ��������� ��� � �B���� ���5����������� ���� ������� �

/�������:����������� ���������������� � !�������$�)

D���� ������� ������� ������ ����&���������������������������� ��������������������������@�$ ���� �����$ �������������� ���@������������ ���(��������� �������� ���� ��� �����

����6 ����������������� ������-B���� 0%�'������ �����������������;�+ � ����������������� �������������������������������� ��������������������������������$�����@�-���������� ��������$�����������$�����������������0���������������@������������� ������� ������������ �������� ������������� ��������� ������ �������� ���������������������������������������������������������������$�������������������������� �����'������� �����������&��������������� ������������������������������������������&��� ����$������4��������������������������� ������� �� ���� ������ �������������� ��������������������������� ����'��� ����� �������� ��� ������������������������ ������ ��� ���������������������������� ���

Page 190: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)�����%��� ������������������������������������� ���������.���������� ��+��2�����������$��������������������� �������������������1��������:+�(���*���������7�����������������$�#���������.�������

�� ������������+��$�*������+��$�#�����1���+��$�&����+��$�*7 �����������1���������������.��������.����+��$'7����������$����+�"$�* ������

����6 ����������������� ���������������&�������-B���� 0%�B������������ ������������������������������������� ��������������$������������������"������������������� ������&�� ��������� ������������� ������������� ��&�� ������������������� ������������� �� �������� ����5�����'��� ���?����' �����������������������������$������D�-���� ������� �����������������40����������������������������������$��������������������������������$�������������������� ������������#��� �������������� ��������������� ����������������������������������� ����������������������� ����$������������������������ ����������$������������������� ������������������$ ��������������������������� ���������� ����'�������&����������������� ���������������������������������������'�� �������������� ����� ���������� �����������������;�+ �

����6 ���������������������%�6���� ��������� ������������������� ����������������� ��������������&����������������� ����� ����� ��$����� �@���4>D� ����������������������������� �������� ���������� �����������������������������������������#������������������ ������� ���������������������@������������������������� �������������������4>D�����������������������������������������������������6������������������������������� ���� ��$����� ���� ������������� ����$������������ ��� � �B���� �������6��������<������=���� ����������� ��� ����������������� ��������� �

Page 191: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

/�������:����������� ����� ��!��� ���������

�����������������������������-���������������������� ���� ���� �������� 0������ ������� 6������ ��������������������������������������� ������������ ������������� ��������������������������������������'������������������������������������������ ��� ���� ������ ����������%�������������������������������������������������

���� ���� �� �$����� � ������ ��������� �� � ����� � ��������� ������� � � �$���� � �� ��������������������� ����������������������� ���������������������� �������� ����$�����

@������������������$����� ������� ��������� �������������������������������������������������������� ������������������������������ ��$����� � ����� ������������������ ��������������� ���������������������������������

' ��� �����������������������������%������������� ��������� ����������������������������������������������������� ����������&���������� ������� ����� �� ������ � � � �������� �-�����6�����0������������ �������� ����� ��� ����������������������������� ������ ����������������� ����� ����������������������� ��$����� �

/�������:���������� ����! ��� ���

6����������������������������������$��������� �� �������������� ���������� �� ������� ��������������� �������������������$�������������������������6�������' ���� ������������$����� ������������.!E&/*!E������������� ������"����������������� �� ����!E���9.!E������������������������������������� � �������� ���������$��������������� �������������;�+9�

I���������$��������� �� ������ ���� ��������������������������������-�����0�� ������� ���������������������� ���������������������� ����� ����������������������������)���������������� ��������� ����������������� ����������������� �����������

' ��� ����� � � ��������� ���� �������� � �� ����� ������� ���������� �� � � � ������ � �� � � ��� ������� ������������������ ������ � ��� �� ��������� ���������������� ���������� �

�� ������� ������������������������� ���������$��������� �� �� ���������& �����������9.!E�����������)������������ &��������� ������ ����������������������� ���������

/����#��:����������� ���������

'����������������������������� ������������ ������������ ��������������������������������������' ���������������������� ��������������������������������������������������������� ������ ������������������������ �������� ����������

' ��� ����� �����������������(����������� ������� � �������������� ���������������������������������$��������� ������������������������������������������� �� ���� ��'������� ��������� � ��� ���$��� ���������������� ������ ��$ ��"���

Page 192: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����)�����5.�������7��������.�������� �� ��������������������? ���� �������������:$��70� ������������������ �������������������������+�($��70� �����������������+�*$�'�������������� ������������������������!+�#$��70� ��� ��������������������� ����;��� ���.���+�� ����

���������!�

@����������� ������ ������� �6��������� �������������� ������������������� ���������������������'��� �� ������� ��������������� ����������� ���� ������������������������%����$ ����������������������������� ���B���� � �� ���������� ���������������� �����������&������������������ ������ ������������&�� �����������������������������������������������������������

ángulode fase

Pot

enci

a

Page 193: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ��� ��������

)��� � ������� ��

6������������������������������������� ����$������ ����������������"�����$����-���� �������������������0��������"���������)������������������� �����������������"��������������� ��� ��������������������2�/�

����������$ ����)�����������������������"���������� �������������������������������������� ������������������������������ � ��� ����� ���������������������������� �

Energía Primaria

SISTEMA COGENERATIVO

EnergíaMecánica

EnergíaTérmica

�����,����#����� �����.�������������/�

����������������������������������������������������������� ������������ ������ ���� �� ������������������ ������� ��� ������� �������������� �����"�� ��������� �� �������� ���� ��� �������� ����������������' ��������������������� ����������������"�������������������������"������������� ��$ ��������

���������2�*���� ��������������������������������"������������� ��������� ������������������������������������������ �������������- ��� �������������������"����������0���������� ������������������������������������������������

�� �������� ��������� ������������������ ��%

�0��<������ ���$� �%�'���������������������� ������ ������� ������� ������������ ����������� !,�������������������������������������������� ������� ���$ �������� ������������ �������� �� ���������� ����������������������������������������������� ��� 9!�,��B��� ��� ������� ���� ����� ������ �� �����"�� �� ����� ��� ������ �� ������ �� ����

Page 194: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

B����������������������������������������������������������������������������� ��������������+!,������;+,�

�0��G��������'������� ���������'�%�'������������������������������"���������������������������� ���������� ��������� ��� �������������������� ��������� ��� ���������� ���� ��� �� ��'������������� ������������������������������� ������� ��������������� ��������������������&���������

�0����G�$���������'����5?����%���������������������������������������� ��� ���� �������� ���� ����� ����� ������ � �

0� � �.� �� �� �'��� %�'�������� ������ �� ������� �� � �� �� ��������������� �������������������� ���������� � ���� ������������� ��B��������������� ��� ���� ���������������������������������������� ������������������������ ����������� �������������������� �������������(�� ���������"�������������������' �� ������� ����������������$����������������� ����� ��� �

0����H������ �����5����������������������� ��?����� %�'���� ������������ ��� ������������������������"����( ����������� ����������������� ������������� ������ � ������ ��������������

�0��������)������������ ���I����?������%�B� ��������������������������� ����������������$ ������������ � ���� ������������

50��=5������'����$ ����%������� ����������������"������ ���" � ��� ������� ������������� ���������������� ������������ ������������� ����������� ��"��� �������� �����������

�0���G��I �� ����%�B� ������� �������������� ��������������������� ������������������������������"���#������������������������ ������� ���� �������� ���������������������������������� ���� �������������������������������������� ����������� �

�0�����) ���������������������'���5����������%�'��������������������������� ������������� � � ����� � ������ � ����� ����� ����� ������ ��� ��������� ����������� ��� �� � ��� � � ���������'���� ���������� ��������� ��������������������� �� �������� ��������������-������ ����� ��������� ����������� 0�

D����� ������� ��������� �� �����%

�0����� ��������������� ���I��%���������������� ����������������������������������������� �������"� ��������� ��@��$ ���������(������� ������ ����� �� �������� ����������������������������������������� �������������� ����������������

�0� � � H�$���'�� ���� ���%� ��� � �������� �� �� � ����� � �� ������������ ������ ���� ���� ��������� ������������������������������������������������������������� ������������������� ��

Page 195: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�0� �.���� � � ��� � ���������'�� � ���%�@������ ��� ������������ ������� �������� ��� ����������&����������������������������������������� ����������� ������������������������������������������������������������������������������������

0��F �����$��� ���)�%�' ����� �������������� ��������� �����������&������"������������������������������������������������������������������� �� �������� ��������������� ���������� �� � ������������������������������������������������������������������

�����,����:3�����������/����� ��������������� ����������������

)��� �� ���,��� �� �������� ��

'������� �� �������������������������� ������������)�������������������� ��� ���� � ��)������������ ����������������� ���������������������������"��

'���������������������-� ����50�-5���2�90������� ���������������������$ ���������������������������������"�����������-���$���0�� ���������������������� �������������������������"����"������������� ���������������"����������� ����������������������� ���������� � ��� ��������� ������ � ��� ����������� ������� ������

��

(15)

(6)

Sistema de cogeneración

Combustible (153)

Rendimiento eléctrico: 33% (92)

Rendimiento térmico: 90% (61)

(30) Unidades de energía eléctrica

Pérdidas

Pérdidas

Unidades de energía térmica

(62)

(55)

Combustible (100)

Rendimiento eléctrico: 30% (100)Rendimiento

térmico: 80%

(30)

(55)

Unidades de energía eléctrica

Pérdidas

Unidades de energía térmica

Sistema convencional de generación de energía eléctrica y térmica

Page 196: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

Generador de electricidad

Gases escape a proceso

Co mbustible

�����,����*��������� �����

Generador de electricidad

Co mbustible

Flujo calorífico

ProcesoFlujo

residual

Salida a la atmósfera

�����,����*�������*��

B����������������������������������-� �� ���50�-5���2� 0���������"����������� �������������� ��� ������� ����� ������� ������������ � ���� � �� ����� � �$�� ������������ � ���� � ���� ����� � �� ����� � ��� �� � ���� �� ��� ������ ���� � ����������� �� ���� �������� � �� � ���� �� ����������� ��� �������������������� ���"��� ����� ����������"������������������'������ ������ � ��� ������������ �� ���� ������ �2!!�ED������������������� ��������� �������������������������������������

�� ����� ������������������������������������ ��������� �������� � ������������������������� ������ ������� ��B���� ������������������ �������������������������������������������������������$ ������������������������������ ����������� ������������������@��$ ���� ������� �� ���� ����� ��������� ������ ����� �������� ������������ ���� ��� ���������� ������ �� ������������ �������������� ���������������� ��������������� �� � �

'( ������������������������� �����������"� ����������� ������ ���� ������������������� ������� �� ������������� D��� ��������"�� ����� � � ��������" ��� � ����� �� ���� ����$�� ����� ���� ������������(������� ������������ �� ���"��� ����������

6��������������������������������� ����� ���������"� ����������� ��������� ��������� ���������������������

Page 197: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

7�����������������������!�$����������

'����� ���������������������������������� �-5���2�+0��������� ������ �����������������$����������� ��������������$���� �������� ����������� ���� ����� � ����������� �����������������' �� ��� � � ���������� �������������������� �������"��� ������������������"�����$���������� ����������� ������� ���������������"����������������������������������������"���� ����������������������������������� � �������� �-������������� �+!!ED0� �������������������������� ������ ������ ��������� ����� �����������������������

�����,����5�2�� ����������� ����������

�� � �� � � ��� ��� ���� �� ��� ������� ������ ��� ����� ����� �������������� ������������ ��� ��� �������������� ��������"���� ������� ���� ���� ��$ ������� ������������������������� ����� � ���� � ������ %

/���D������������������� �����������������������������������������*���������������������� ��� � 9���H���������������

�� ��������� �������� ���������������������������� ����� � ����� � ������ %

�0��@����������������������� �0��@����������0��@�������������������� ��� � ���� ����0��L�������������� �������!�+���/!!�=80��<� � ���������������������("������������������������ ������ ���

�� �� ������� ��$ ���������� � ��%

�0���������� ������ ������ ���� ��������� �0��I������������������������������

Cámara combustión

Gases de escape

Generador de electricidad

Turbina

Combustible

Compresor

Aire

Page 198: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

7����������������������!�$�����������

'����� ��������������������������������������-5���2�.0��������� ����� ��������������������������������' �������������������� ���� ���(�������������������#��� ���������� ��������������"�����$������������������������������������������������������������'������������������ ������������������������ ��������������(��� ����������������������� ������������������������ � ��� ������ �

�� ��������� ����������� �������� ��������������������������� ��%����������������������������������������������������� � �� ��� �����������������������

�����,����*���������������� �����������

�� ��������� �������� ����� ������� �������������������������� ��%

�0��@�������������������0��@���� ������0��B����������� ����������������� ���� 0��������������������0��@�������������������� �0��6 ���� ����������� ��� �������� ������ ��( �������������(�������

�� �� ������� %

�0��4��������������������&������0��J�� ������������������������ ��������� ����� �0��@������ ������ �������0��B�� ������������������

Gases de escape

Agua de alimentación

Vapor a alta presión

Vapor a baja presión

Generador de electricidad

Turbina de vapor

Combustible

Generador de vapor

Page 199: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

7���������������������������� ��������������$!�������������

�� ������� �������� ����������� ���������������� ��������� ����������������'��� ����� ���������������������������� ������� ����� �-������������������������������������������������������������������������������������������� ��� � ���� ����0�������������������� �������� ������ ���� ������� �����������������������������������������"����������� ���������������� ������ ����� ������� ������������������� ��������-��������������������� ��������� ��� � ��� ��������� ������� ��������������0�

'���� ������� ����������� �������� �������������������������� ���������������� �������������������� ������������������������ ��� � ���� ������'���� ������� �#� ����������� ������������������������� ����������������������������� ����'�����������2�1� ���� ��������� �������������������� ��������������������������������������������

�����,�"��*�������������� ����������

����������������������� ������� ����������� �������� ����������������������� ��������������� �������(����������� ������������������� ���������� �������������������������������� ���� ���"�������������

F��� �������� � ����� � ������ %

�0��4����������������������>��������������0��'����������������������

Gases de escape

Agua de alimentación

Vapor a alta presión

Generador de electricidad

Combustible

Generador de vapor

MotorAlternativo

Refrigeración Motor

Agua

Consumo de agua caliente

Consumo de vapor

Page 200: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�0��H���� ����$ ��������������������� ���������"� 0��������������������

�� ��������� �� ������� � ��%

�0��@������ �������������������������� ������� ���������0��'����"����������������������������-������� ������ ���������� 0

7����������������������������� ����$����

�����������"����������������������������� �������������� �$��� ��������������������������� ���� ��������� ���������������������������������������������������� ��������

D�������������������������������� ���������������������� ������������������������������� ��� � ��� ��������������������� �-������������������������������0����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������� �������������������� ����������������"�������������������������#��� ���������� ����� �����������������������������������"�������������������������������������

'�������������������������� ��������(��������������������������� ���������"� ������������������������������������������������������������'�����������2�;� ����� �������� �������$ ����������������������������������� ������������������

TURBINA DEVAPOR

GENERADOR DEVAPOR

TURBINA DEGAS

Agua

ConsumoAire

Combustible

Gases

�����,�)��*�������������������� ����

D��������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� �������� �����������������(�� ������������������������� �������������������� ����$��� ��@��� ������ ��������������������� ���������������� ��������������������������� � �������������������������������"������������������� ����������������������� �����

Page 201: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

7���#��;��������� ������������������

'�� ��� ������ �� ��� ������������ ���� ���� � ��������"� �� �� �� � ����� � ������ � ��� � �$�� ����������� �������� ������� ����� ��������������������� ����� ��������

/���� � ��:������5��' ����������������������������������������������� ������������� ���������������� �����(�������B�� ���������� �������� � ������� ������� ����������� �������� ���������%����������������� ����������������������������������������������������������� � �� ��� � ����������� �� �� ������ ������� ����� ���� � ���������� ���� � ��������� ������� ���� �����������"��� �$��������� ���������� �������������������- ������� �9!!�DI0�������� ���� ������� �������� ������������������������� � ������� �-*�!!!�DI0�

*���;��� ��<��J���� ������ � �5���� ��' �� ������ �� �$�������� ������������������������������������������������������ ����������������'��� ����� ����������� ������ �����������$����� ' �� � � �������� � ������ ������� �� ���������� ������ � �� ���� � �� *+!ED�� ����������� ������ ����������������*!,�

9���;?�������� ����������6��� �� ��� ����������������������������������"������������ ����-������������ ���������������0�������(�������������"������������D�������� �������� �� �� ��������������������� ���������������������������� ����������� ��$ �� ������ �������������������� ����� ��%����������G���� �� ������� ��� ����������� �����-������������������� ����������������:

�0G���������� ��������������������������������"����������������

������������������������� �������� ������� � �������������� ��������� � ������ �������������������'���������������� ������� �������� ������������� ����� ��������������$������� ������� �$���������������������������������������������������������������� ��������� ���������� �� ����������� ������������ ��' �� ����� ��� ���������� �������������������$������� ���������� �������������������������������������������������� �� ��������� �

�� ��������� �������� ����� ������� �������� ����%��������������������"����������������������������������������������������������� ��� ������ ��������������������� �������������������� ������������ �������� � ����������������������������������� �������������������������:

������������������������ ��������� �������� �������������������������

������ �

���/ ��������� ���B����������� ����� ���� ������������������������������������������������)���������� ������������ ���������������� ������ � �

7���������������� �������

��������������������������������������������������� �������� ���������������� ������ ����� ��'������������������ ������ � ������������������� ��� � ������������ ��� ���� ������������� ��� ������������� ���$ � �� ���� � �� ��� � ������� � ������ � �>�� �������� ��F���� ��������� ������������������ ��������� ��� ����� ������������� ����� ������������ ��������� ���������" ��� ��������������������������-����������� ��>���������������0�������������������������� ����� ����� �� ������� ������������� ��������� � �� ��� ������ �� � ��� ��������� ����� � ��� ���� �� ����������� �

Page 202: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�������������������"������ �� �������� ����� ��������������������������� ���������������� ��������������� ���������������������� ����������� �� ��������������������������� �������� �����������������' ���� ������ �����������������������������)�������� �������� �������������D��������-?�����2�*0�'�����������2�/� ����� ������� ���������������������������D������������� � ������ �� ����� ���������������������/22 ��'�����������2�*�� ������������������������������ ������������������ �������������

�� ���,����%�����������������������������*����K�������������#�������,,�

� ���������

�����

� � ���

��������� ��

���� ��

� ������ �

����������

����� ��

� ����

Sector

Económico

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Industrial 22 124.830 27 47.416 7 84.750 10 28.385 66 285.381

Terciario 2 4.360 50 6.080 0 0 1 1.700 53 12.140

TOTAL 24 129.190 77 53.496 7 84.750 11 30.085 119 297.521

�� ���,����%�����������������������������*����K�������������#�������,,�

� ���������

�����

� � ���

��������� ��

���� �

� ������ �

����������

����� ��

� ����

RANGO DE POTENCIAS

(MW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW))

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

Número de

instalaciones

Potencia

(kW)

<0.5 0 0 10 2.729 0 0 1 400 11 3.129

0.5 – 1 1 560 7 4.907 0 0 3 2.085 11 7.552

1 – 5 12 39.320 6 14.788 2 6.900 3 7.300 23 68.300

5 – 10 5 35.500 4 25.000 2 14.600 3 18.600 14 93.700

>10 4 49.450 0 0 3 63.250 0 0 7 112.70

TOTAL 22 124.830 27 47.416 7 84.750 10 28.385 66 285.38

)�!� ��������� -�� ���"� ������� ����� ������� ������ �������� ��

7������1���������

#������ ������� �������������������-5���2�20���������� �������������������������������

����

�����"��� �������������������������������������������������� ���������"��� ����������� �����

����� ���������������������

Page 203: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

����,�,��(���������������/������������ �����������

��������������� ��������� %

/���L��������������������������������������

��

�B�

�-2�/0

*���L�������������������������������������

��

�B�

�-2�*0

9���L�����������������������

ηP�-Z�[Z

.0�>Z

�-2�90

���L���������(����������������������������

φ�P'

�>'

�-2� 0

+���L���������(���������������������������

φ.P+

�>+

�-2�+0

.���L���������(�������������

φP�-+�[+

�0>+

�-2�.0

����(���"��� �����������������������������-+�0� �������������������������������������������

���������������$���������������������� �������������������-����������� ����������������������������������0������(���"��� ���������������������������"���������-+

�0�����������

��������" ��� ������������������-������������� � ��������������������(���"��� ��������� ������������ ��������������������������������������� ����������������������������������$���0�

����(���"��� ����������� ����������� �����-+�0������������ ��� ��� ��� ��� �� ��( ����� ������

������� ������������ -������ �������� �� ������ ���0� �� �� ����� ��� ����� ���� ��� ������������"����� �������������������$����

SISTEMA COGENERATIVO

Qe

Qh

Pérdidas

Qf

Page 204: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

7�������� �����������������������<��� �������� ��������������������

@����������� ��������� �������� ����� �� �������� ����� � ����������� ���( �������� ��������$����� ������������������������������� �� �������� ����������������'�������������� ������������ ������������������������������������������� ��������"��������������������� �������������������������������������������������������������"������������������"���������

@������������ ������������� ����� ����$����� ��$ ������� �

/������� ��������6���'��������5��� �K+���6�����������

����������

��

������������������������������������������������������������������-2�10

�������� ��������������

�����������)������������������ �������������������������

�����������"�

� ������������� ������6���� ���������� ������$���������������������������������������� �����������' ������������������������ ������������ �� ���������������� �������� ���� ��������������������������������� ������ ���� ���� ������ ��������"����������������������$������������� ������������������� ������ �

*������� ��� ��� �������6���'��������5��� �K+����@���������������$���������������� ��

���������������������������� ��������������������������������6���������� ������ ��������������������������)���������� ������������

����

�����

���� �����������������(��� ������������

�������� �

��

�������������

��

����

���������������������������������������������������������-2�;0

9���L�������� ���� � F��%���<��-�F%<���' �������������������������� ���������������� �����������������������"�������������������������������������������������� ���������'������ ��������� ��������������������"������������������ ������������ ������������� �����������"����������������������������������������������������������������������� ������������������D�������$ ������ ���� ���"������$ ��������� ��$��������������������� �����

�� � L���� ��5��� �?������B$�� �� � 4�� � �%���<��-��%<��� ' � ��� �������� ������ ��� �����"������������ ������������� ��?��������� ��������������� �������� ������ ��������"���$ ���������������� ��� ��)���� ������ ����������������"������������������������������2�9���� ���������� ������� ���������� �

+���L������ ����������� ��� � ����:�$��5�<��-��:<���L���� ������������� ������ ���������� ������ ��������� ����������������������������������������������� ���������'������������������������ �$���� ���������� ������������������9��B�����������

�:<P-9&F%<0T�%<

Page 205: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ���,����O������&G4���������������/�����������������

���������� ��� ��

Motor Diésel 1,7-0,85

Turbina de gas 0,43-0,21

Turbina de vapor <0,23

��� ������������������������ ����������������������������� ��������"������� �����������������������)������� ���������$���������� ����� �������������������� ����������������������������������"������������������ ��������� ������

7�������+�������$!���$ �

��������������� ����������������� ��������������������������������������"�� -��� ���������� ����0����� �������������������������"������������

������������

��������������������� �����

������������������ ���������� �� ������"� %

.� �� �P�∆���P�-�

��[��

��0�&��

���%���� ���������������������"������������

���%���� ������������������������������"���

��%���� ����������������������������������������

����

6������ %

/���L�����������������������������

η P�

�>�

��

*���L���������������������������

η�P�

�>�

��

9���L����������������������� ���������������������

η�P�

�>�

���������� ��������(��� �������

��

��

�����

��

����

��

������

��

������

ηηηηηηηη���������������������-2�20

Page 206: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�������������������"��������������������"��-H.+0� ������������������������������������������������ ����������������� ��������������������"��������������� ������ � ������������������������%

���

��������

����

�∆

��������������������������������������������������������������������-2�/!0

)��� � �������� ������ ������� ���������� ���� ����� � ���� ��� ���

7���������������<������� ���� ���$���

D������� �������(������ ��������������������������������� �$��� ������ �������������������� ����� ��������� ����������D���� �������������� ������������������������������� ��� � ��� ��������������������� �-��������������������������0����������������������������������������������������@��� ������������������������������������������������������������������������ ������������������� ������������"�������������������#��� ��������� ���������� �������� ����������������������� �/�!!!E�O��<���� ���� ���������� �������������������$ ����+!,�����������"��������� �����������������������"������������������������������������� ���� �������� �������� ���������������� ����������������

'�� ���� ������������ ������������� ��������� ������������ ��� �������������� ��������� ������ �������� �������������;+,������$(����������������"��������������� ����������������� �� ��������� �� �$����� ��������������������������� ������������������ ���������������������������-�����"����������>�����"�����������������0����� �� ��������� ������������;!���* !�78��>�/!/

7�����'���� ����������������������������"����������������������������������"�������������������������� ����������������������������� ���������������������������������D���� �����������"�� ����������������������� �������;!!���/�;!!�78��>�/!/�7����

D��������������������������������������������� �����������1 ���1;,��� ��������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� ������� ������������������(�� ������������������������� �������������������� ����$��� ��@�� ����������������������������� ������������ ��������������������������� � �������������������������������"�������������������� ����������������������� �����

:����������������������������������������� ����� ����� �������� � ������������������������������"������������D������������� ����������� �� ������ �������� ����� ������� ��������������������� .!���.!!�=8������ �� ���������������������� � ������� ���������� ��� � �-*�!!!�=80�

B������������ ������������������������������������������ ������������������������������"����������� ������ ���������� � ���������� ����� �.!�=8�-������+&+!�80��=��� ���+�=8���� ������ ���������� �

'( ����������� ���� ���������������������������������'�����������2�/!� ����� ������������ ����� �

Page 207: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����,��-������������������������������� ����

'�����������2�//�� ��������������� ���������������������� ����������������������������� � � ����� ��?�� � � ����������� �������������� � �������� ��������� ��� ���� �

6��)��� ���)������������ ������������������������������������� �����������(�������� ����������������� ���������� �������� �����"������ ��������������"�� ������������������ ������������� ����������������������������������������������������������������������������B���� �������������������������� � ����������� ��(�������� ��� ������������������������������� ������������������������������������������������ �� �� �������� ������� ��(�������� �

F���� ����������������������������������������������� ��� � ������� ������������������������� ���������������� �������� ���� ��� ����������������������������������D���� �����������"�������������� ��"��� ����� ���������������� ����� ��������$(������������������ ��� � ���������������������������

CICLO COMBINADO CON TURBINA DE GAS Y DE VAPOR

COMBUSTIÓN ADICIONAL A LA CALDERA DE RECUPERACIÓN

LA

COMBUSTIÓN ADICIONAL PARA LA CARGA DE PUNTA

COMBUSTIÓN ADICIONALPARA LA CARGA DE BASE

CALDERA DE RECUPERACIÓNSIN COMBUSTIÓN

COMBUSTIBLE

IGUAL A LA TURBINA DE GAS Y A LA CALDERA

DIFERENTE A LA TURBINA DEGAS Y A LA CALDERA

CIRCUITO DE VAPOR

CALDERA DE UNA PRESIÓN CALDERA DE DOS PRESIONES CALDERA DE TRES PRESIONES

CALEFACCIÓN DEL PRECALENTADOR PARA MEZCLA

PARA EXTRACCIÓN DE LA TURBINA DE VAPOR

PARA VAPOR PROVINENTE DE LA CALDERA

Page 208: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�����,�����*�������������������� ���������� �����������������

7��������� ���������������

'�������������������������������������������������������� ��� ��������������������� ������������������������������� ������������������������������������������������������������� �����'����$� �������$������� �����������"�� ������������� ���������� �������� ��������� � �� ��� ������������� ��������� �-���������������������������� 0���K�� ������(�����������$� ������$������� �� ����������� ��#�� ������� �� ������������� ��� ������� � �� �� ����� �� ����4�������������������������� ��������L��7��������������������6����� �������������������������2�/*�������� ������� ��$���� ������� �������� ������� "��'���������� ������-�

�0�������$����� ������

��������������#�� ��������������������������$�����������������������������

��

ηI

ηS

Q

QS

QS

QI

WI

WS

TS

TSI

TI

�����,������72������?� ����������������� ����

Alternador

Vapor a alta pres ión

Humos

Vaporizador

Economizador

Economizador

G as natural (apresión)Q uemador de postc ombustión

G ases de escape

G as natural (apresión)

C ámara dec ombustión

Aire Compresor T urbina gasA lternador

Agua de alimentación

C aldera de óD e alta presión

Turbina decontrapresión

Vapor a proceso

Page 209: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'���������������������������� �������� �7������������������ �7

����� � ��(��� ��� � ��%

7��P�η

#T������������������������������������������������������������������������������-2�//0

7��P�η

�T������������������������������������������������������������������������������-2�/*0

K������ �����������������������������%

��P�9-/�η

�0��������������������������������������������������������������������������-2�/90

������������������������������ ���������� ��$���� �������� �� %

7P7�[�7

�P�T-η

#[η

�&η

#Tη

�0�������������������������������������������������������������-2�/ 0

@ "������������������������������������������������� ��������(��� �������� �������������%

η'P7>�P�T-η

#[η

�&η

#Tη

�0�>���P�η

#[η

�&η

#Tη

��������������������������������������������������������������������������-2�/+0

D���� ������������ ������������� ������������������� ���������'������������������������� �������������������

�T-/&�

#0��������������������� ����������������������������������������

�������������������������

' �� �� ����� � ������������� �������������������?&6��D���� ������������������4������������������������� ��������L��7������������������������������?&6��� ��������� ���������������2�/9�

3

2

1

5

6

78

S

9

T

1011

4

�����,�����#����� ���$%������������� ����

Page 210: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

#���� �������������������� ���������(����������� ����$����� ��'����� ������������������� � ����������������������� ����������������������� ������� ���-����������������� ����0��%

��P�T-/[�0�������������������������������������������������������������������������-2�/.0

'����� �������������������������������������������� ��������(��� �������%

��Pa�T-/[�0�

�T-#

��0[�T�

�T�;HbTη

���>-�

0&�

/0��������������������������������������������-2�/10

���%

��%�D�� ��������������������������������������

�%�D�� ���������������������������� ��%�'�����"������ ��� � ���� ���������������������

�/%�'�����"����������������������������������

�0%�'�����"������������������

#��%�?��������������� ��� � ���� ����

��%�#� ������� ������ ����-���� ����������� ����>�������� ��������������� ���

������ ������������������� 0�;H%�B���������"������������������� �������%�L���������������������������

?������ ������������������������������������������������������������������������������������� %

F��

�P��T-�0&�

�10Tη

�Tη

��������������������������������������������������������������������������������������������-2�/;0

���%

η %�L������������$������������������������

η�%�L��������������������������������������

F��P�Ta-/[�0T�

�T-#

��0&�

�bT-η

�Tη

�>-/&η

�Tη

�00��������������������������������������������-2�/20

F�������$���������� �������� ������ ����������)����������������� �������������������������������������

� �P��

�T-�

�1&�

��0���������������������������������������������������������������-2�*!0

D���� ������ ��������������� ����$����� ��������������������������������� ������#� ��� ��� �������� ������ � ���� ���������������������������������� ������������ ������������� ��� ������������+������/ ,�������� ��������������������� ����� ����������� ����������/2������9 ,��' ���������������������������������� ����� �������� ��������������������� �����������������������������

Page 211: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

)��� �%������� ����� ��� �� ��� �������� ��

7�#����������������������

����������$ �������������������� ��� �� �����������"���������������������������� ������������������ ������������� �� �������� ��(������� ��� �� ������ ������� ����������������������������������������#��� �����������/�78��������"������������� ������$ ����� ������/�78�����������/+�������� ����$ ����� ������/�78�����������*������'��� ������������ ���� ���������"������� ����(��������-#;+0�' �������"�������������������������������� ����������� �� �������� ������� ���������� �������������� ���������������

D������ ���������������������������#;+������������������������������� ��"��� ���� ���������������� ����������� ������ ����� ������ � �������������� ������ ���������� �-����������������������0�������� ��� ������������� ��?�� ��� ������ �- �� ���� 0������������������� ������������������� ���������B������������ ����� ������ ���������������������������� ���������������������� ��� ����

���#;+�� ��������������������� ����(�������������������� �������������(���"��������� � ������ ������� %

/���'���� ����(�������������������� ��������������� ���������������������� ��������������������� ��������� ��������������� ����(������������� �� ���� ������������������

*���'���� ������� ������ ����������������������� �������� ���(���"��

9�� � 6� ��� ������ �� ���� �� ��� ������ � � ����� ��� �� �������� �� ��� ����� ����� � � � �� �� �(������� ������� �

���D��������������������$ ������������������ ����� ��� ������������������� ����(�������������������������(���"��������������������� ����������������� �������� ��� ������ �������� ����� ����������

+����� ����� ������� ������������������� ����(�������������

?�� �� �� ������ �������������������� ��������� ������ ������������������������������� ��������� ���������������������� ��� �� ��(������� ����� ������ ��� � ��� �� ��(������� ������� ��'��� �������� ������ � ������� � ����������������� ��������� �� �������������������������� ��� �� �������� ������� ��������

B�������� ��������������������� ��� �� ��������� ����������������������������������� ��������� -�� ����������������������>���������������"������������ �������������� ������ ��������������0����� �� ����$������� ����(��������

6� ������������� ��� ����� ������#;+������� ������� � �����������������������������������-���������������� �� ������������������������"������ �������� 0�� ���� �����������������������������#;+������ ������78������������ �������������� ��������������������������6� ��������������� ��

Page 212: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������� ������ �� ������������������� ���������������������(������������ ����� ��$ ���������� ������������������������������������������������������������� �������� ������ ��������"��

7�#�����+����������

������������������������������������� �������������� ��������������� ������ �����������������"����������'������ �������� ��� ������������ �����������������$���������������� ��������J���� ������� ��� ���� ��� ���� �������� ���� � �������� �� ������������ ����� ����� ��� ������� �� ������������������������ ������������������������������������ ����������������������

'����������� ����������������������������������������� ���������������� �� ��������"����������������������������������������������������"��������������� ������ ���� �-�����"��������0�� ����������� ��� �� ����� ��� ����� ������ � �������� ��@������������ ��� ������ ���� ��� ������ ��� 78�������������������������� ������������������������� ������� ���������� � �������������������������� ������������������"��������������������� ��������������������������>78�

�����������

���������������������������� ���������� ������������������������������ �������� ����������������

����� ���������� ��� �������������������� �������������(���������������������������������

:�������� ������� ��������������� ���)������������������ �$������������������ ���������������������" ��'�����������������' ������ �$�����������L����#�������*9..>/22 �������������� �������"� �������� ���������������(��������������"��������������� ������������ �

7�#����%��!��������$� ��

D���� ������ ������������������������������ ���������������� ��� ���������������������������������� ���������� � �����������������������B��� ��� �������� ����� �������������������� ���������������������������"������ ��� � � ��$������������������ ������������( ������������ ���������������� �����������������������'��� ��������������� ������� � ������ ������ %

/���@�$� ������ ��� ������� �����������

*���'�������������������������������������� �������������

9���'������������������ ����������� ������� ����� ��� ����� ���

���6������������ �������� �����������

+���@�$� ���������������������������������������� �������

'����$� ������ ��� ���� ����������������� ������ ����������������������������:������������ �������� �������� ������ ���������������������������� ������ ����� ��� ���������� ��� ������ ��� ����� �� ������ ������$ ������������������������� �� ������ �� ������������������������ �����������������������$�������� ���� �

Page 213: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

'��������������������������� � ������$���������������������������������� �������� ������������� ��������"� �� ��)���� ��� � ���������������������������&����������?������ ��$����������������������������������� �����������������������2�+�*���� �� ����� ������� ���������� ����������� ��"��� ������������������������������������

B���������� ������� ������� ����� ��������������������� ������������������������� ���������������������������� �� ������ ������ �����'��� ��� �� ��� ������������� ��� �����$�����'( �������������������� ��4��������$�������� ��������������������������� ���������<�������������� �� �������� �������������������� � ������� ������������������$� �������������������"����� �� �������� ����������� ����������������������� ��� ������� �� ����$��� ������ ��� ��������� �������� �������������������� ��������� ���������" ��� ����� ������ ���������������� ���������#�� ���������� �� ������������������������������������ ����������� ������������������������ ���������������������( �������@����� ���� �� �� ��4���� ��%�DF<'J'�����������������������"�� �������<L'5'JG�D'�D@B��� ����������������J�����D���'��������������������-D�������0G'JDF?'D:����'JDF?'D:�H����-J����K��70G�#'�6���DFB'������ ����������� � ���������� �������'BLH�-'�������B�A���L� ������H� �����0�

)��� �'������ ����� ���� �� ������� � � ������ �������� ��� ������ ���� ����

7������������������������ ������� ���������������������

�� ���������" ��� ������� �������� ����� ����� ����������������� � ������ ������ %

�� ���,���*������/�����������������

���������������������

����

����������������������������� !"!���#$���%&

���'�()������*��+�,-�#$��.%/������(0������

���%*%�%����%/���������*������'+

%�1��2

�����*������'3

����4�5������'�(��������)�����'��(����*�"6*�

%�7�������'(������8

Page 214: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

�� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

���������������� �������� ������������ � ����� �

1��29�����1�:�2����������������

��;�.������5*���'�����*����;�.�</=)>�!1��?(���'����������������0������*�����5�����������������+�������'(��������������'�����*��

@��*�����A������5����'�����*��/B��������A����������*'8��C�)

#$�.!%/

������5*���'�����*����;�!<�������+������������������'�����������������������������+�������'(��������������'�����*����;�>

��5����'�����*��.B��������A����������*'8��C�&��0������*�����5��@��*�����A����

#$ �!%/

����������A�����������8��'�����'���5���*���(�����5��C�/

���(�����������%*%�%����/

��������������*?�D�D��./

������������������*6��**�&/

�0�������������**�E/

����������//%!�

�A����+�����*�0�������5E%E/

���5*��������*���������%(��=*�&%E

�������*���>

�0�����(��+���'(����

�0���*�����*�����������*�����5��

�0���'5*�����*�������������0����B�

���������%�>.����������%�%�

Page 215: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

��C�����(���/=/���5���'5*�����*'����'F����*����'�������(����,����'�����������

%��5*�5���1���������������($=4$��&%.>

8%#$=�(& /

��C�����(���/=/���5���'5*�����*'����'F����*����'�������(����,����'�����������;�>������5*���'�����*����;�!��($=4$��&%.>��������+�������'(��������������'�����*��������5����'�����*��.��0������*�����5�������������*�����'(�<��5*�5�������B��*�����A��

%@������B�0������*�����5���������'�����'(�

8%#$=�(!E/

%������������C�.����������5'����������*'���8#$=�(&%�

���'(�����-���'����������������������%����*����0�����(��+��

#$ �!

��������*��������������'(������'�����*��%�-���'����

;.

��������*���������������'(������'�����*��%�-���'����

;&%�&

%�-���'��������'(������'�8=!*E>

���'(���������'�����������������������0������*�����5������������0�����(��+��

#$��.

����������0�����(��+�����'(������'�����*��%�����'�������������������0������*�����5��

;�%�>

����������0�����(��+�����'(������'�����*��%�����'��������������������0������*�����5��

;�>

%�����'��������'(�������'�8=!*E!

%������������(�������������������#$���%/

�����6����������������(�������'�����*��%������������;�.�G�������5�'�

;�.>

%������������(���������8=($�/.%

%�0�����������������������#$�

;�.��0���'5*�����������������8=!*�.E%)

Page 216: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

7�������������������������������

'��� �������$ ��������������������� ����������������� �������� ��������������� ����� ��� �������������������� ������� ���������� ���������� ���������������������������������'��� ���� ������ �������$ ���� �������� ���� ����'�����5����?������G��������������� ��� �� �������� ���� ��� �������� �$��� ���� ������������� ������������

'������������� ����������� ������������������"������� ������������������� ����������� ������������������������������������������� ��� ��� �������� ������������ ��������� � ������ � ��' ���� ��������"������� ���� ���������������������������������������� �� ��������������������� �������� �� ������ �� ��������� ��� ��������� �� �����"�� ���������� B���� ������ � ��� � ���� �� ���������� ����� ���)������� ����

F����� ����������������������������������������� ���� ���������� ����G����� ����� ��� ������� ��������)������������ ��)�� �����������������������2�/ �

�����,�����5�2�� �������������������

����������� �$������������� ����� ��'����������/�� ������ �$���� ������ ������&�������������������������������� �������������������������������������������*� �����������������������' �� ������ ���� ���������������������������� ��������������*� ����� �����������$������ ������������������������������������������������

F����� ��������������������� ������ ��������� ������������������ ��������������������������������������������X ���� ����� �������$ ������������������� �������������� �������������� ���� ���������������������� �������������������������������������������

�������������� ��� �� ����� ������ ��$ ���������� � �������������������� ����������� �������� ���������� �

3 4 5 6 2 1 Grupos Motor-Generador

�������

�������

Page 217: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

7������� �����������=���� ���$��������!�$����������

#����������( ������������)�����������������������&���������� �������������� �������������������>���������������������� ��"��� ���������� ����������� ����������������������������������� �������������������$������������

B����� ��������������������������������������������$�� ��������� ����������������������������� ������������������������������������������D������������ � ������� ���� ��������� ��(����� ������ ������������������ %

/���D������������������������������������������ ��

*���D�������������������������������������� ����

L�������������������������� �� �� ���� ������������� ������� ������������ ��� ���������� ����� �������������������� ���� ��������������������� ��� ���������������� �������'���� ������� ������� ������������ ��������� ����� ������������ ���������������� ������������������������������������������ �������� ����

D���� ��� �� ��� ����� �� � ������ ��$ � �������� � ��� � �������� � �� ������������ ��� �� � ���������� ����' ������� �������������������� ������ ������ ���������������������������������� ��������� ����������������$ ������"��������������������������������������� ��������������������� ������ � ��?������� ��������������� ����������������������������������� ������ ����� ��������������� ��� ��������� ������� ������(������������ ������� ������������������

'�������������������� ��������������������������������� ���������" ��� ����� ���� � �����"���� �������������������������������� ������ ��������������������������� ��������������������� ��� ��� ������ ���� �����������������������$ ��������� ��"�������������������������������� ���

' �����������"����������������������������������������������������������#� ���������������������� ������ ������� �#� ���#'�?c�=8=�����?4#�.*!I/*���������������������������������(������������ !,�-��������������������� �������������0��6� �������������������������������������������������������������������������������������������������� +,�

:������������������������������������� ��������� ��������������������������������� ������������������@� ����� ��� ��� ��� �������� ���� �� ������� � �������� ����� ����������$ � �� ������ �� ������ �� ���� ����������� ����'���������������������������������������� ������������ ��� �� ���� �������� ����� ������� ��� � �������������������� ���

B���������������������������������������������� ������������������������������������������ ������������� ��$����� ������� �����(��� ���������������������������������( ���������� ��� �� ���������" ��� ��' �� ��$����� � ���������� ����������������������������� ���

'���������������� ����������� ����$����� ������������� ����������������������������������������������� ������ ��� ������ �� ���� ������������� �� � ��� �������� ��� �� � ������ ����� ������������( �����������������

Page 218: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/�D$������������

6������������� �������������� �������������2�/+

W

Agua de alimentación provinente de condensador

Turbina

Vapor

4

3

2

5

1 Gases de escape de los 6 motores

Caldera

����,����*7�������������������������� ���

�� � ��� ���� ����� �����$��������� ��$����� � ����� � ������ %

�0��D���������������������� �������$���������������������������������������

�0���� ����)���� ������������ �$��� ���� ����������� � ������������ ����� ���������

�0��J�� �������������� ��������� ��� ��� ����� ������� ��������������������������������������

0��?���������$����

0���� ��� � ������������������� ����-�� &���BDH%� *�1!!�73>7�0� ���������������������������

P�/�/ �7�>7�TO

�0���� �������� �������������������������������������������� ���������������� � ������ ��������� �������$��� �

'��������������������� ��� �������� ������������������ ������ ���$��������������������������� ��$����� �

���� ��%�<� � ���� ��������� ������� %�#��� � ��)���������������

��P�;�*/!�7�>���(�.������� �P� 2�*.!�7�>� -2�*/0#

��P� *!�ED

Page 219: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���� ��%�<� � ���� ������ ��� ������������%

:���������� �����/.!ED�����������"���������#����������� ���� ������������������������������ �

���6F�

?������������������������������������������ ����������� ��$����������������������(���"������������ %

#��P�/;!ED

���� �>%�'������������������������%

6����� �������P��

������������� ������������������������������������� ������� ������ �����

������������� �������� ������� ���������� ��������� %���P��

��P� !�������#

�P�;!ED����������

�������� ������������������������������ ������� ����$� ���������������������������� ��������������

6�����������"������������������P�99+�;*�73>7�

���� �@%�'�������������������������%

D���� ������������������������������ ������� ���������� ���������������� ��( ����� �����P

!�������#��P� !!ED��' ������������������������ �������������������� ��� � ���� �������������

�������������������������� �����������������������

6����������������������������������P�9�*/+�73>7�

���� �M%�I������� ���������������%

D������ ��$����� � ���������� �������������������������� ����������������� ������������� ���������� ���������$ ����������� ��������������������� ������������������� ������ ������ ��������� ��������� ������������!�2+�����

'��� ����� �������� %��2�P�/������������� ���������������"�������!�2+�

6���������������� ������������2�P�*+.9�/.�73>7�

6����� ������������������������������� �������������������������"��������������� ������������ ����� ��������%

∆%�P�!��dddddW��%�!����

���%��� ������������������������������������������������������������������������������

-2�**0

��T�

��[��

T�

�P��

�T�

��[��

�T�

�����������������������������������������������������������-2�*90

Page 220: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

?������������������������������� �%

���P��

��P��

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������-2�* 0

�����

�����

�� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������-2�*+0

������

T-��&�

�0�P��

�� �T-�

�&�

0���������������������������������������������������������-2�*.0

'������������������ ��� � ����������� ����� �����������������������������������������������������������D���� �������� ������� �������������������������"�� ����������� ��� � � �������(��� ��%

∆%�����

�P�������

T-��&�

�0�P��

�����T��

�T-#

�&#

�0�����������������������������������������-2�*10

∆%�����

�P� 2�*.!�7�>��T�-/���>9�.!!� 0�T/�/ �73>7�TO�T�-.29EO�&�#�0�������������������-2�*;0

#������(��� ���2�*.� �������������������$ ����������������������#�%

��� �

�P�- 2�*.!�7�>��T�-/���>9�.!!� 0�T*�!+�73>7�TO�T�-.29EO�&�#�00�>�-�

��&��

0������������-2�*20

��� �

�P�-/+�.0�T�-.29�&�#�0�>�-9�*/+�73>7��&�99+�;*�73>7�0��������������������������-2�9!0

B��������������������������������������������� �����������������������������������������'����������������"��������������� ������������� ����� ������������$����� %

7�P�∆%�P�%��� ��

�&�%��!����

��������������������������������������������������������-2�9/0

7� ��!�

��P�&���� �

�T-�2&�

�0����������������������������������������������������������������-2�9*0

6� ���������� ������� ��������"��� ��� ����������� ��������������������������������������������#

�%

7�P�&���� �

T-�2&�

�0�P�&�--/+�.0T-.29&#

�0>-*�;12�/;00T-*�+.9�/.�73>7��&�9*/+�73>7�0��������������-2�990

�����%#

��P�/;!ED�dddW�7

� ��!����"���#�P�; 1�78

6��)����������� ��������� ����������������/;!ED�� �������������������������������������������������� �����:��������������������������������������������������������� ���� ���������������������������������������������������� ��$����� � ������"���������������������� �

' ����������������������������������������������� ����������������������-η#0���������������������$�������������������-η � 0����������������������������-η�0�

7� ��!����� �P�7� ��!��T�η#�T�η � T�η�����������������������������������������������������-2�9 0

Page 221: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����������������� ���������� ��������� �� ����������� �� ������� ���������������� ������������� ���� �� � ������ � ������ � ��� ����������� 6� �� ������ �� �� �� � �$����� � ���� ���� ������� ���������� ��� �������������� ��������� ���

���������2�.���� ������ ������� ������������������������������������������������������������OOO-O^�����O����e�O�� ��0��B���� ����� � ���������������������������� ������������������ �������������������������������� ������������������� ����%

�� ���,��

������� ���� ���� �������� ���� ����� ����� ����� ����

Accionamiento directo

si si no si si si si

Reductor integrado

no no si si si si si

Salida horizontal si si si si si si si Salda vertical no no no no si no no VALORES MÁXIMOS

BF3,5 BF4 AF3,5 AF4 AFA4-CFA4 AFA6 CFR3 CFR5

Potencia (kW) 45 270 850 2200/1600 5000 2200 5000Revoluciones

(r.p.m) 4500 4500 10500 16000/10500 10600 22000 14000

Presión vapor entrada (bar)

100 46 100 40/125 41 65 65

Temperatura vapor entrada

(ºC)

500 500 500 450/530 450 480 460

Presión vapor salida (bar)

8 11 17 0.1-17/26 0.1-11 1-17 1-11

D���� ���������������� ���� �� ������� � ���������������������������������� �������� ����������������� ������������ ����B�������������������� ��� �$�� ������������������������ ���������� ��"�����@5@ ��'������������������������������� ����������� ���**!!�78���������������������� !������� +!ED��' �� ������� � ������ ��� ������������������� ��������� ��������������� ��� � ��� ����� ������� *!ED��' ������������������������� ��������������������� �������������������� ��������� � ����������� ������ ����� �������������������� ����������������������������������� �������� ������������������

D������������������������� �����������������������������������9+,����������������������������������������������� ���"������������/�!!!78��������������� ��������������������� �������������������� �������������������1�+!!�78�

�������� ������ ��$ �� ������������������������ ���� �������� ��"�������� ����������������������������������� ��������������$������������ ������� ����������������� �������������������������� �� � ���� ��������� � � ������� �

Page 222: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�������� ��� ���� ����� ������"������� ������ ������ ������ �������� ��� � ���� ��������� ������ ��' �� ��� � �����������(�� ������������������"���������������� ������ ���� ������ ���������������� ������(�����' ����� ������ ���� �����"��������������������������������������������������� �� ��� ���� ���� ���������� ��������� ��� �� ������ ���� ������"�� ��������� ������������������ ��� � ������������������ �����"��������������������������������������������������������������������������� �������������������

@������������������ ������� �������� ���������� ������ ����� ������ ���"���������� �������� �� � ���� ��������������������������������("�����

���� ��������$���������������������������������������������������� ����������� �������� �������������������������������� ��� � ���� ������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������� �������������������������@����������� ��������������������������(�� �������������������������������� ������� �-��������������������� ����������� �� ������ 0G� ������������������������������� �������������������������������������������������� ������� �

����� ����� ������������ ���� �����������"�� �����������������2�/.�

Condensador

Gases de escape

Turbina

Generadorde electricidad

Gasesde escape

de los seis motores

Agua de alimentación

Vapor apresión

Generadorde electricidad

Combustible

Caldera derecuperación

MotorAlternativo

Refrigeraciónde los

motores

�����,����*�������������������� ����� ����������$�� ��������������������������

'������������� ������� ������������������������������������������� ��� ����������������������� ������78������������������� ���������������������� ��������������@ "���� �������������

Page 223: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������������������������������������������ ���������� ��������������� �������������������� ���������������� ����������� ��������� ����� ��#��� ������� ����� �������������������������������������������������������� �������78���������������������������� �������������������������������������������������������������� ����������J���� ������� �����������������"����������� � ���������� ���������� �����������"������������������� ������� ������� ����������� ����� ��������������������������������

��������������������� ���������������� ����������� ��������� ����� � �����$��������������������� ����������������� ��� � ���������� ��� ����� ���@ "�� ������ �� ������� ���� �� ������� ��"���$ ����������� ���������� ���������������� �#� ���

7������ �����������=���� ���$��������!�$��������������!�$���������

D������� �������������������������������������� ���� ��������������������������������������������������� �������������������������������������������

��������� ���� ��������� ������������������������������������������������� �������� ��������#�� ������������������� ������� �� ��������� ���������������� ���������$����������������������������������������� �� ������� � ����������������$�� ����������������������������������������������������� ���$�� ��������������������������������'��� ����� ��������������������� ��������������"�� ������������������������� ������������ "������������� �� �������"�� ���������������������� ������ � ������������������������ ������������������$������������ ������������������� �

F������ ������������������������ ��� � ���� ��������������������� �� ��"���������� �����������������������������������������������������#��� ������������ �� ������� � ������� ���"�������������D������� ������� �������� ��� ���������"���$ �����������������������������������"��������������������"�����������

������������������ ��"����� ������������������������������������������������������������������ �������������������������������� ��"������������������������������������2�.�9�������� ����������������������� �������"������ ����$����� ��(����� ��� �����������

'��������������������� ������ ���� ��������� �������������� ����������������� ������������������ ����������������� ������������������� ��������������������������������������������������� ��"����)��������� �� ������� ��F������ ���� ��"������ ������ ������������ ���� ������� ����������� ������� G����������� ���������� ���������������� ��� �$��������������"�������������� ����� ���������� ��"����������

:������� �������������������� ������ �� � ������ �������� ����������� � ������ ���������������������� ��������� ��� � � ������� � �� ���G� ��� ����� � �� �� ������� ������������ �����������' ������������������������� ��� �� �������� ��������������������� ��������������������������������� ����������������������� ����������������������������$����������� ����������� ����� ������F����������������������� �������������� ��������������������������#������$�������� � ������������������������ ��������������� ��'�����������2�/1� ��������������� ����������� ���������'��� ����� �� ������������������������������ �����������������������������������

Page 224: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��������6� ���������������������������������������� ��������������������������������������������� ��"�������������������

�����,��"��*�������������������� ����� ����������$�� ����������$�� �����������

'����������� �������-?�����2�10� ������������������ ��������������� �������������� �������� ������������������������� ����� ��������� ����������

Gasesde escapede la turbina

Entrada aire

Combustible

Turbina vapor

Condensador

Gases esc.

Generadorde electricidad

Gasesde escape

de los seis motores

Aguade alimentación

Generadorde electricidad

Combustible

MotorAlternativo

Refrigeraciónde los

Motores

Turbina gas

Vapor apresión.

Compresor

CámaraCombustión

Page 225: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ���,�"

���������� ��� ��� ������ ������ �� �������� ����� ��� ������ ���

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 969000 6815 50,3 4 x 13E2 634000 335000

Ansaldo Energia 770000 6261 57,6 2 x V94.3A 510000 270000

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

730000 6204 57,9 2x W501G 500000 245000

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 656800 6935 54 3 x 13E 426600 230200

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

584500 6545 52,3 2x V94.2A 367000 230000

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

550000 6457 57,5 2x W501F 365000 196000

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 482700 6840 48,7 2 x 13E2 317000 165700

Ansaldo Energia 475000 6844 50,2 2 x V94.2 304000 177000

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

467500 6963 56 2x V94.2 304000 173000

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 437800 6935 60 2 x 13E 284400 153400

Nuovo Pignone 390800 6350 49,31 x

MS9001FA254100 141800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 376500 7230 56,5 3 x 11N 240600 135900

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

329000 6940 57,1 2 x V84.2 210000 124000

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

323500 7031 49,7 2x V84.2 208000 122200

GE Power Systems 263600 7070 51,92 x

MS7001EA167000 100700

GE Power Systems 262600 6425 521 x

MS7001FA170850 95600

Kawasaki Heavy Industries, Ltd. 238400 6925 41,9 1 x 13E2 158500 79900

GE Power Systems 217000 6705 38,12 x

MS6001FA137800 83700

Ansaldo Energia 206000 6618 48,7 2 x V64.3A 133000 76000

Nuovo Pignone 189200 6935 54 1 x MS9001E 121600 70400

Siemens AG, Power Generation, Gas Turbines&Plants

183000 6900 60 2 x V64.3 122000 65000

ABB Alstom Power 166000 7123 44,2 1 x GT11N2 112000 55000

GE Power Systems 107400 6775 51,51 x

MS6001FA69100 40100

MAN Turbomaschinen AG GHH Borsig

69840 6920 48 2xFT8 51380 18460

Rolls-Royce 66000 6630 50,4 1 x TRENT 50170 15830

GE Power Systems 59800 7390 58 1 x MS6001B 38300 22500

Solar Turbines Incorporated 28700 8175 44 2 x Mars 100 21390 7310

Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd.

17650 8681 44,1 1 x SB60 12270 5380

Solar Turbines Incorporated 9000 8771 41,4 1 x Taurus 70 6890 1970

Solar Turbines Incorporated 6600 9288 41 1 x Taurus 60 5200 1850

Page 226: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

7���#�� �����������=���� ���$��������!�$���������

��������������������������������������� �������� �������������������������������� ��� � ��� �������������� ���������� "� ��� ���� �������������������������������������������������������� �������������� ���������������� ����������� �� ������� � ����� ������� �������� ������ �������������������� ��������� ������D������������������������� ��������������������"���������������������������������������� ������� �� ������"���������������������������� ������� ��� �$ ��� �����������

#����������� �������������� ��� �����$�� ��������������������� ���������'���� ������������������������������������������������������������� �����$�� ��������� ���������������� ����� ������ �����$ ����� ����$ �����������������

'��� ����� ���������� ��� ��� ����������� � ��"����������� ��� � ���� ��������� � � ������� �������������������������������������$������������ �������������������� ��' ���� ������������� �����"����D������4������������������������������������������������������� ��� � ���� ��������� ������ �������������������� ��������������� �����"���������������� ��� � ���� �������������������� ����������������� ���� �������� ��"������������� �������������������������������� ����������������� ������� ���������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������$������������ ����

' ��� ���������� ����� ��������$ ����������������� ����������������������������������������� ������ ������� ����������� ������������� �������������������������� ���������'������� �����������������������"������������� ������� � ����������������������������������������������������� �� ������� ���������������������������������������������������@��$ ��� ��� ���������������� ��� � � ������ ��������������������������������������� �������������������� ������"������������������������ ���������� �����

F������ ���� ������������������������� ����������� ��������������������� ��������������������������������������$������������ �����D������� ����������� ��������������� ����������������������������D������'��������� �������������������� ����������$������������ �����@ "� ���� ��������������������������������"������������������� �� ������������������������������������������������������������ �������� ������������������������������ �������������� ��� ������������������ ��������������������������������������� ������������/+,����������������D������ ������� ��������������� ������������������������������� ������+!,�������������������������������������������������������� ����������9+,�

:�������� �������������� ����� �������������������������� ��"���������$ ����������������� ��������$ ���������������� ��������������������������������� ������������������ ���������������� ���������������������������������������$ �������������������������� �������������' �������������������� ����������������������������������������� ���������$������������ �����' ��������� ������� ������������������ ���������������������������� �������� ��� � �� ��� ���� ������ ���������%

/���@����������������������������������������%� +�+�ED*���@��������������������������%�;*�ED9���<� � ���� ����%� *!�ED

Page 227: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@������������������� ��� � ���� ������������������ �������� ���������� �������������������������������� ����$������������ �����D���� ��������������� ����� ���������������� �������������������������������������� ��������������������������"�����������

'��� ������������ �������� ��"����������������2�/;%

Refrigeración del Motor

De (#)

Vapor a media presión

A atmosfera

Generadorde electricidad

Gasesde escape

MotorAlternativo

Alimentación de agua Combustible

Entrada aire

Combustible

A atmosfera

A (#)

CompresorTurbina gas

CámaraCombustión

Regen.

����,��)��*�������������������� ����� ����������$�� �������������������������������������*3�������������������!

F�������$������������������������� ������ ����������������������������������������������������� ����������������������������������=����� �������������������������������� ������� ������������������������������-� ����� �������$��� 0�������� ������� ����� ������ ��� ����@��������������������������������� ����������� ���������������$��� �������� ������� ��������������������������$ ����� ���� �����$�� �����������������������

:�������������������� ������� �������������D������@������������������������� � �� �������� ��� �������������������6���� �������� ��������������$ ����������� ����������������������������������������������� ��������������� ������(����������������� ��(����� ���������� �� ������ ����������"��������������������������������� ������� ������� ����������������������������������������� ������ ������������������� ������ ���� ���������������F���� ������������� � ���������������������������������������������������������������� ������������������������ ������������������

F������������������������ ������������������������������ ��� � ���� ����������������������������� ����������������������� ��� ����������������� ��� � �����������������������������"��������������� ������������

Page 228: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�����?�����2�2� �������������� ������ ������ ����� ������ ��$ ���������� ���� ������-@44�@� ���B�A����O�A� �7�:�����H�� ��� ��������L��� &L����0������ �������� � ����� �����$ ������� �������-������/���/!=80�������� �����������������2�;� ����� �������� ��� ������ ��������� ����� �����������L��� &L�����

�� ���,�)

���������� ��� �� �� �� ��������� �������� ���� ���������� ��������

Rolls-Royce 3949 12411 29 10.2 15.7 555 14589

Rolls-Royce 5130 11476 31,4 7.6 34.6 7556/7541

Rolls-Royce 5273 11819 30,5 13.5 20.8 528 14589

Rolls-Royce 5320 15538 23,2 7.6 34.6 500 7556/7541

Rolls-Royce 6420 8481 42,4 10.2 18.4 530 14600

Rolls-Royce 6449 11201 32,1 14.6 23.5 530 11571

Rolls-Royce 7918 10921 33 19.4 30.4 488 11571

Rolls-Royce 8540 10820 33,3 10 45.3 7556/7541

Rolls-Royce 8790 13525 26,6 10 45.3 508 7556/7541

Rolls-Royce 8970 13260 27,1 10 45.3 508 7556/7541

Rolls-Royce 9510 12624 28,5 10.5 45.3 506 7556/7541

Rolls-Royce 14580 12762 28,2 8.8 78.5 442 5500

Rolls-Royce 25690 9390 38,3 20 85.3 455 3000/3600

Rolls-Royce 27516 9934 36,2 20.8 91.6 500 4800

Rolls-Royce 28775 9737 37 20.8 94.4 491 4800

Rolls-Royce 29430 9534 37,8 21 94.8 500 4850

Rolls-Royce 30949 9215 39,1 21 92.1 508 4850

Rolls-Royce 51190 8661 41,6 35 159.2 427 3600

Rolls-Royce 51380 9390 38,3 20 170.6 455 3000/3600

7������ �����������=���� ���$��������!�$�������������!�$�������������������������� ������$�������>�������������?

�� � ���� �������������������� ������ ������������$ ������� ����� �������� ���������������@�� �������� ��� �������������������������������������� �����"������������ ������������2�.������������������ ��������@������������ ���(�������� ����$����� ��$ �� ���������� �� � ���� �

�� � ���� �������������������� ���������������������������� ������������ �� ���� -�������"���������������� ��������0�����������������"������������������������������������������ � ����� ������������������������ ������ ��� ����� ������������ � ��������������������������������������������������������� ������������ ����� ������ ��� ����� ��������������������� &���������������������������������

6��� ���� ����� �� ������������������ ��� �������������� ������ � �� ���� �� ������� ���������������������� ���������� ��������������������� ��� ���� ���������������������������������

Page 229: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ���,�,

���������� ��� �� �� �� ��������� �������� ���� ���������� ��������

ABB Alstom Power

3942 13566 26,5 7.82 21.18 488 1500

ABB Alstom Power

4348 11998 30 12.91 17.65 528 1500

ABB Alstom Power

4697 11932 30,2 14.14 19.04 525 1500

ABB Alstom Power

5046 11915 30,2 14.32 19.55 546 1500

ABB Alstom Power

5252 11925 30,2 15.35 20.34 537 1500

ABB Alstom Power

6441 11579 31,1 11.85 28.15 471 1500

ABB Alstom Power

6750 11418 31,5 12.34 29.28 466 1500

ABB Alstom Power

7710 11886 30,3 13.97 29.8 545 1500

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

1550 14120 25,5 9.4 8.1 518 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

1550 14260 25,2 9.5 8 529 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

3050 14350 25,1 9.4 16.2 518 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

3050 14490 24,8 9.5 16 529 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

5860 11770 30,6 13 21.8 560 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

5960 11610 31 12.7 22 560 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

6690 10710 33,6 12.7 22.2 533 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

6960 11500 31,3 15.9 27 517 1500/1800

Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

7100 11430 31,5 15.9 27.1 525 1500/1800

Rolls-Royce 3949 12411 29 10.2 15.7 555 14589

Rolls-Royce 5130 11476 31,4 7.6 34.6 7556/7541

Rolls-Royce 5273 11819 30,5 13.5 20.8 528 14589

Rolls-Royce 5320 15538 23,2 7.6 34.6 500 7556/7541

Rolls-Royce 6420 8481 42,4 10.2 18.4 530 14600

Rolls-Royce 6449 11201 32,1 14.6 23.5 530 11571

Rolls-Royce 7918 10921 33 19.4 30.4 488 11571

Rolls-Royce 8540 10820 33,3 10 45.3 7556/7541

Rolls-Royce 8790 13525 26,6 10 45.3 508 7556/7541

Rolls-Royce 8970 13260 27,1 10 45.3 508 7556/7541

Rolls-Royce 9510 12624 28,5 10.5 45.3 506 7556/7541

Page 230: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

:������� ���� ������ �������������� ���������������������������������������� ������"��� �������� ��� �� �� �� � ����� � �� �������'�� ��� �������� �������� �� ������� ������ � ���� �� �� �� ���� ���������� ����� ��� ���������������� ���������������

�� �� �)��� ���� ����� �������������� ����� ����������������>�����������������������������������"���>�������� ������� � �������������������������������������������������������������������� � ������ ������ ����������������� �$��������� �+����� �/!ED��' �� � ���� ������� ���������� ���������� ��� ���� �������������� ��������� ������1!ED������������������� ����'������� ��������� ��� �� � � ������ ���� ����������� ��"��� ���*+!ED�������� ������� ����� ������������������������������ ������������������������������������ �/*!ED���� � ���� �����>����"���� ������������������������������"�������� ������������ �-�� �����\ !ED0�

'������� ����$��������� ��� �$�� ��������������������������$���������������������"������� ������� ���"��� ��������������������������������������� ������������������� ��D�������$ ���"�������� ��������$ ������ ��$����������������������������� ��������� ������������������������� ����������������

6��� ����������������������� ��������������������������������������� �������������������������/!ED��' ���� �����������������"������������������������������������� �������� �������������������������� ������������������������� ������������������� ����� �������������������������������� $���� ���������� ���

������������ �������� ������������� �������� �����������������������2�/2��'��� �������$ ������������� ���� ��������� ��������������������������' ����������� �$�������� ������ �������������� ������� ��� ��� � ���� ��������� � � ������� ����������� ���������������� ��� ��� � ���� �������������������� ������ ��������� �$� ������������������������������������������ �� ������� ����������������������"�������� ������� ����������� ��D������� ������� ������������� ��� � ���� �����$����������������������������������������������������������������������$��������� ��������� ����$�������������������������������������� ������������������� ����� ���������� ���������������������������������������� �����������+!,��D������� ������� �� ��������� ������$�������� ������� ���$����������������������$������������� ����������������������������������������������������������������� � ��$�������������� �� ����$�������������������������� ��������� ������ �

����������������������������� ������������������������������������� ��� � ���� �������������������� ������������������������ ��������� ��� ��������� ������������������������������� �����

'������������������������ ��� ����� ����� � ������������������ ��� ��� � ���� ��������� ������� �����������������������"�������������������������������������������������������������������.!��1+�=8G������������ ����� �������� ������������������ �� ������������������������� �������� ������ ����� ��� ���������������

F����������� ������������������������ ������������ � ���������" ��� ���������� ������������������������� �������������������� ����� �����������������������"����������������������������������������� ��������������������������/!EDG��������� �������� ����������� ��������� ��������$�������� ��������������������������������� ����6� ����������������������������� ��� �++�=8� ������������������ ������������������(����������������������������� ������"�� �������������������������������������$��������� ������

Page 231: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����,��,��*�������������������� ����� �����������P��� �����������P��� �������������� 72��������� �������������������������������������� �������������

Extracciónde vapor

Refrigeración de losmotores

Precalentamiento del agua con la energía térmica de la refrigeración de los motores

Gasesde escape

Gasesde escape

de los seis motores

Gasesde escapede la turbina

Turbina vapor

Condensador

Agua de alimentación

Combustible

Turbina gas

Entrada aire

Combustible

Compresor

CámaraCombustión

Motores

����MáquinaAbsorcióN

Page 232: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'���� ������������ �������� �������������������������������������������� ������ ��� ��������� �� /!ED�� ����$����� �� �� ������ �� ���������$� ����� ��������� ���� ������ � ��� ������������ �� �������

������������������ ��� �����$��������������� ��� � ���� ��������� ������� ������ ���������������� ��������������������������������� �� ����'��� ����� ������ ������������ �������� ��"����������������2�*!%

�����,��-��*�������������������� ����� �����������P��� �����������P��� �������������� 72��������� �����������0���������������� �����������

Refrigeración de losmotores

Prescalentamiento delagua conla energía térmica dela refrigeración de losmotores

����

Frío de retorno delintercambiador

de entrada alcompresor

Gasesde escape

Gasesde escape

Frío haciael intercambiador

de entrada alcompresor

Máquina AbsorciónGases

de escapede los seis motores

Gasesde escapede la turbina

Turbina vapor

Condensador

Agua de alimentación

Combustible

Turbina gas

Entrada aire

Combustible

Compresor

CámaraCombustión

Motores

Page 233: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

' ���������� ��������� ������������������������������������$ ������-����� ������������� ��������������� +&+!,0�������������� ����������������$(�����������"������������� ������ � �

7���*�������������� ���� ��������� ����������

B���������������������� �������� ����������� ���������� �������$��������������� ���� ���� ���� ����������������������������������������������� ������ ������ ������������������������� �������� ������� �������� �

6�� ��� ���� ���� ��� ��������� �������� �� �� ��� �� ����� ����� -��������� �������� ����������������0����������������������� ���������������������"����������B������������������������������������� ����������� ���� ����������������� ��������������� ���� �������������������� ������������� ����������� ������B��������������� ����� ����������������������������������������78� ������������������� �������� ���� ��$ �� ������� ����������������� ����������� �����������������������2�/!

�� ���,��-

6 30 15 6 5 845 220 2,28 8,04

6 30 15 6 5 714 175 1,93 7,56

6 30 15 6 5 773 190 2,08 7,59

6 30 15 6 5 1200 5000 450 8,64 4,34

6 30 15 6 5 1200 5000 500 7,74 5,38

6 30 15 6 5 0 5000 350 5,4 5,4

6 30 15 6 6 0 5000 300 5,4 4,63

Turbina vapor (P=20 bar / T=250ºC)

�����������horas/día

días /mes

Motor Diesel 5MW +

Turbina vaporTurbuna gas

5MW + Turbina vaporTurbina gas 5MW - Ciclo

ChengTurbina gas

5MW - Regeneración

Turbina vapor (P=40 bar / T=400ºC)

Turbina vapor (P=12 bar / T=230ºC)

PVP Electricidad (PTA/kWh)

Ganancia (PTA/kWh)

Gasoil

Ganancia (PTA/kWh)

Gas

Potencia Cog. (kW)

Tiempo deretorno(años)

Potencia Gasoil (kW)

Potencia Gas

(kW)

Coste instalación (MPTA)

Beneficio (MPTA /mes)

B����� ���������� ������� ������������� ���� ����� ������������ ������������� ��� ����� ������%

D������������� ���� ����������� ������������)��������������������������������������������� ������������������ � ������� ��������������� ����������������(�� ����' ���� �$������������������� ������������������������������

Page 234: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�������������������������������������������������#� ������������������������������������������������������ ������ �9���� ����������������������������� ���������������������������� ��$ ����������J���� �������� ��������� �������������� �����������������

������������������������������������������������������� ���������� �� ������� ��� ��������������#� ��������� �������� ����������������������������������������������������������������

�� �� �������� �������������������������� ����� ���������� �����������D����������������������������� �������������� �������"����������������������������������������������� ����������������������J���� ������� �������"���$ �������������������������� ������������������������� ��������B������������� �����������"������ �$������ ���������

���� ��������������������������������������� ���������� ����������� � ���� ��������������������������������� !,�������������������� ��������������������� ������ �������� ���� ��� �������������

Page 235: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

���������������������

�+��� ������� ��

�� ���� �������� ��������� ���������������"����"�������������� ���������������������������������������������������������"������� ������ ������������� ������������������ ���������� ����������������

@������������������ ���� � ����� �������� ������� ������� ���� ���� �������� �������� �������� ������� ����������������� ������ ��������� ������������"�����6�������������������������������������������������������������������������������� ������� ������� �

6���������������� ������������������� ������"� ������������� G� ����������������������� ����������������� ��� ������"� � ��������� ����������"����"������������������ ������������������������������ ���� �������� ����� ��� �������� �������� ��� ��������������������� ���� ������������� ������' ��� ���������� ����������"���� �� ���� �������� ��������� �$� �������� ��������� ��������������������� ������������������������������'������������������������� ����������)����������� ������� �������������$����������������� ������������������������������� ������������������������$ ������� ��������

'������������������� ������������� ���������������� ��������� ���������"���������������������� ������������� ���������������������� ������������B�������������� ��� ������������������ ����������� ������� ��������"��������������������(��� ������������ ������ ���� ��� �� �

@�������������������"����������� ������ ����������� � ����� ���������"��� ����������� ����� �������� ������ ����� ��@���� "��� �� � ����� � ������������������ ��������� ����� �� ����� ���"��� ����(�� �� ��' ���������������������������"������������������������������������ ������� ��������"���'�������������������� ����������� �������������� � ����� � ������ ���������� �

6���������������������� �����������������������������������$ � ������������������>���������������������� �������������������� �������� ����������� �������� ������������� ������������������������������������������ ����������������������������������� ���������� �� ��� �� �������� �������� �����

'��������������� ���� �������� ����� ������������$������������� ������ �������� ������������������ ������� ������� ������� ��������������������������������������������������������

�������

Page 236: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�� ������� ������� ���� �������������� ��$(�� ���������� !������+!,��6����������� ��� ������������� ����� �������� ������ ��� �� ���������� � �������������"����� ������������� ������� ������������������/!,���� ���� �������� �������� ������������������� �����9+,��� �����+!,������$�� �����1!,��������������� ��� � ��� ������������������������B��������$ ��� �� �������� � ������������������ �������� �

B��������������� ���� �������� �������� ������������������ �������������������������������������������� ������������ ������������ ����������� ����� ��' ������ �������� �� ������� � ������ ����������������������������������� ���������������� ����������������������' �������������������$������������� �������������������������� ������������ ��������������������� ����� ��J���� ��������� ��� �������� ������ ��� ������������ �����������������������������������������������������/!!,�� �������������� ������������������ ���������������

��������������������� ��������������������/;92�����8�����<������D�� �"������ ������ �������������� ��������� �����������"��������������("������� �������������� ������ �����������������$����' ������� ��"��������������������� �B@5D�-�� ��� ����.�������;���0��6������������ ���� ������ �������������������� �������������( �"�����������������$������������������������������������ ������������� ������ ���������� ������ ����������� ���������� ���/29*��' �����5���� �4�������� ������������������� ���������� ��������������("������������������������������������� ����"������'������������������� ������������ ����������������/2+*��4������������������ ��� ����������������������� �������+�78��B��������������� ����� ���� �+!������� ����������������������������J@6@����� ����� ���� ��������� ������������������������������ �� ��� � ������ ����������"����������������� ����������� ����� ������"� �������� �� �����������"�� �����������������������6������� ������������ �������� ������������� ������� ������������������ � ��� �������� ���������� ��������� ���� �������� ��������������������������@��$ ������������������� ������������������������������������������

'( ����������������������� ���� ������ �������� ������D������������ ������������������������ ��������� ������������������� ������������������������������� �� ���"��� �

�� ��������� ������������������������������������������������������� ��������������������������� ������ � ������� ������������������������������������������ ������� ���� �������� ���� �������������� �� �������� �������� ���� ������������������������� ������

H��������� ������ � ���� ����������������"��� �$����������������� ������������ ���� �������� ������ ��� ���������������� ���� � ��� �� ������������6����������� ���(�����$������������ ������� ��� �������� ����� ��������������������������

�+��� �.� �� � ���� &��� ��� ���

�� ���� �������� ����� �����������$������������ �� ��� ��������� ������������$����������� � ��� ��������(������'��� �� ��������� � ������������������������������"������������� ������������������������

�� ��������� ����������"��� � ���������� � ���������� �����������������(��������������������������$���������������������������������������������������$����

Page 237: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�����-���5�2�� �������������������������� ��� ��

�� �� ��������� ��$�������$����� ������������� ������ ����������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������"��� ������������ ��

'����������������(������������������ �� ������������ �����������-�������� ���0������������������� ��' �� ���� �������������� ������������������������$����������� ������� ���������� ���������������$��������������������������������(���������� ���������������������������������� ����������������������������������

B���� ���������� � ��� �������� �� � ��� �� � ���������� �� �� ����� � ���� ��������� ��� ��� �������������������������� ��������������� ����� �����

'������������������������������������������������� ������������������������������ �$���� ��������������� ������������ �$���� ���������������B� ����������� ������������������������������������������������ �$���� ���������� ������������������������������������

'����� �����������������������������������������("����� ��� ������������������������������� ����$���� ��������������� ���� ������������������������������� ������ ���������������'��� ����������������� ��� ���������������������������������� ��

���

���

������������ ��

�������������� ������

Ánodoporoso

Cátodoporoso

Catalizador

Electrolito

Page 238: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

�9�����% �����

�� �������� ��������� ����� ��������� � ����� � ������ %

&��6��� ��������� ��������������������������� ��������� ����(���������������&��D�������� ���� ��������������������� ���� ��� � ��������������������������������������������� ��������������

&��6��� ������������������" ������� ����������� ���� ���������������

@���������� �� �������� � ���������������������� ��������� ������ ������������������"������������������� ��

���������������"���� ����� ������������������������ ����� ��������������������������������� ��������� �����������$�������� ������ ��������������

�� ��������� ������ ������������ ������������������������������ ��� � ������������������������������������������������������������������������������� �������������� ��'������������� �� ��������"������� ����������������� ���������� �� ���� ��� �� � ������ ������ ������������������������"�������������������������

�9�����5��$����6% ���� ��

'������������������������������������������ ��������� ������������������������������������������������������ ��� �����������������" ���������������������������������������� �������������������� �(��������������� ������������� �����"������������ ���'�������������$��������������� �������������='@�-�������+���� �.�����*0�

�9���������������

' ��������� �$� ������������(��������������������� ��������������������='@��' �$��������� ���� ��� ���� �� ���� ��������� �� � �$�� ����� � �� ������ ���� �� �� ������� ���� ��� � �� ��� ���� ������������������� �/!!����� �9!!����� ��6����������������� ����� ���������� ���������������������������� �������� ������������������@��$ � ��� ����������������������������������� ������� �����������������������' ���������������� ����������� ������������������������������������������������������������������������������� ��������(�� ����������������������������������������� ����� ���������� �����������

�+�!� .������ ���

B�������������������������������������������� ���������������������� ���������������������������� ����� ����� �����

'( ������� ��������� ���� ��������� ���J��� ��-?�����/!�/0������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ��������������

Page 239: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������� ���������������� ��������������� �������������������������� ����������������������� ������� ��� � ���������������� ������������������������

'���������������������������������������� ��������� ����������"��� ����� ��������������� �������� ������ ���� �����������("������' �������� � ���� �������"� ������ ���� ���������������������������������

@������������ ������������� ����� ������ ���������� ���� �������������%������������������������������������������������������������������������

B����������������������������� ���������������������������"���������<�� �����������"������������������������������������ ������������������������� �������������������������������������

�9������� �! ������������������ ��

D���������������������������������������������������-����������������0������5'=���������� ��$������������������� ���������� ����� ��������� ��@����������������"����J��� ���������� ����� ��������������"���� �� ������ ��������� � �� � ��������� � ��������� ��' ��� ��� ��� �� ������� � � ������������������������ ���������� �������� �������

@������� ����� ������� �������� ������ ���� �������� �� � ��� ��� ��� ������������ ���������� ��� ���������� ��������������

'�������������������������������� ������������������������������������ ����������� ��)��J��� ����������������� ������%

+��� <#B*��� ����B���������������������������������������������������������������������-/!�/0

#������� ������� ���� ��������������������� ����� �����������������<������� ���������� ��� � �#������������������ ��������P�/�5���������*������������������

�� ����-���4������������������������� ��� ����������������������C�����������������������!�7�������!�7�

���������� ���������� �����

H2 + ½ O2 → H2O E = E0+(RT/2F) ln[PH2/PH2O]+(RT/2F) ln[P1/2O2]

H2 + ½ O2 + CO2 (c) →H2O + CO2 (a)

E = E0+(RT/2F) ln[PH2/PH2OPCO2]+(RT/2F) ln[P1/2O2PCO2]

CO + ½ O2 → CO2 E = E0+(RT/2F) ln[PCO/PCO2]+(RT/2F) ln[P1/2O2]

CH4 + 2O2 → 2H2O + CO2 E = E0+(RT/8F) ln[PCH4/ P2H2OPCO2]+(RT/8F) ln[P2

O2]

Page 240: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

#� ����������� ����(��� ���������� � ���� ��������� ���������������������� �������� ���� ������� ������ ������������ ��(��� ��� ������������/!�/������'1�� �������������� �$����-/������*+CD0�����������������������������/��'������������ �$����������������������:

�>F

��� ���/�**2�I�-� ��

������ ����� ��������� ���(�� ���������� ������������"������������������������(��������:�0��' ��

������������������� �������������������������������������

�9������� �! ��� ����,����

6����� �������� ���� ������� ������ ����� %

&��B����������������������&��B���������������&��B��������������������������

'�����������/!�*� ����� ������� �������� �������������� �� ����� ����������������

�����-���'�����������������������������������������������

' �� ����� ����������������������������� �����������������������%

�P+&B��� �����������������������������������������������������������������������-/!�*0

D���������������������������������$������ ������������$��������������������������������������� ����������� �����6�� ��������� �� ����� � ��������������������� ��� ��������� ��� ������������� ��������������� ��� ����� ���������������%

�� ����##

���+� ����##

�N��� ����##

����������������������������������������������������������-/!�90

Voltaje ideal

Polarización porconcentración

Polarizaciónóhmica

Polarizaciónpor activación

Pérdidatotal

Vol

taje

(V)

Densidad de corriente (mA/mm2)

Page 241: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

������ ����##

���� �������� ����� ����������������������������������B��������������������������������������$� ��)������(��� ��� ������%

����������� �O���� �O��$�����

��������������������������������������������������-/!� 0

K�� ������$����%

�������+��� �O�+�� �����%�##

�P�%!##

����$�����

������������������������������������-/!�+0

/��B����������������������

' ������������ ������������������"��������������������������"���������� �������������������� �$���������������������������� ����D�������������������� ��������������� �� ����� � ���� ��������������

' ���������������(��� ������ ��� ����������������������������������� �����"�������������?����%

����-<#�>����0�(����-�B� 0�����������������������������������������������������������-/!�.0

������� �������������������� ������������ ���������� ����������������������������������� ���������������� �� ������������������ �������������

*��B���������������

6��������������� �������������������� ������������������������� ���������� ���������� �������� ���� ��������� � �� �� � �������� ���� � ���� � ��� ��� ��������� �� ����������� ��� ��������� �� �����������������������������������������������������������������@��� ��������������������������������������������������������F����������������� ������������� ���� �������� �������(��� ��%

����<�(�H������������������������������������������������������������������������-/!�10

#����H�� ���������������������������� �������������<�� ������ ���������������������������������������������������������� �����������������

' �� ����� � ��������������� ��������������������������������������������������������� ������������

9��B��������������������������

#���������������������� ���� �������������������������������������������"�����( ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ ����������������������������������

Page 242: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

@�� ������������������������������ � ������ � ������ ��%

&���������� ����������� ���� ������ ����� ����� ��������� �&��6��������� ����������� �������� ���������� �����������������������������&��#�� ������� �������� ���������� �������� ��������������������������������������(��������������������������������

' ������������ �������� ��������������� ��������(��� ��%

��P�-<#�>���0����-/&�>��0���������������������������������������������������������������-/!�;0

������� ����"���������� ���������� �������� �������������������������� �����������"�����$(������������������������� ������ ������������������F������������� ������� �������������������� ��� ��������������������;��� ����������������� �����������;���������������������������%

;�>;��P�/�\��>�����������������������������������������������������������������������-/!�20

�������������J��� ��������� �� ���� �������� ����������� ������������������������������������������� ���� ������%

+��P�!�P�+ �[�-<#>��0����;���������������������������������������������������������-/!�/!0

D���������������������������������������� ���������� ���������������������������������������������������J��� �� ������ ������������ ������%

+�P�+ �[�-<#>��0����;�������������������������������������������������������������-/!�//0

����������������������#'����������������������������������������� ��������� �� �����������������������������������%

��P�-<#�>���0����-;�>;�0�����������������������������������������������������������-/!�/*0

@���������� ������������� ������������������( ������������;����;�� �������������(��� ���/!�1�

'��� �����$� ����������������������������������� �������� � ������ ������������������������������� ������������������������������������� ������������������������������������������ ����������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������

�9�����:����$ ������� ���������������!����� ������$!���$ �

/��?���������������� ��

'������������������� ����� � ������������������� �������� ������������-���������������� �������� �������� ��� � ��������� ������� ����� ������������0����������� �������� �-������� ����������0������������������������������������������������� ����� ������������ ���� ��������������

Page 243: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

@����� ����$����� ������������������� ���������� ��������������������������������������� ����� ������������������������������� ����������������������������������� ������������� �����������������������������������������������B�������������� �������������������� ����$����� ������������������ ����$�����������B������������������������� ����$����� �������������$ ����������������������������������� �� �� ���� ����� �������������������������� ������������������� ������ ��� � �

�������������������� �������������������� �������������������������������� ������������������������������������"���������<� ��#<��' ����������������������������������������� ������������������������������������������� ��������������� � ������ ��(��� ��� %

-+>#0��P�G:>�����������������������������������������������������������������������-/!�/90

-+>�0'�P�&�G�>���������������������������������������������������������������������-/!�/ 0

#��������������������������������"������������������:*>F*�� �������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������ �������� �����������������������������������������������������"���������������������������� ������������������ �������������������� ����������� ���������������������� �������������� "��������� ������������ ���B����� ������������������������������������� ����������� ��������� ������ ���������� ��� ���������'�����$���� �� ��������� �� �$�� ��������� ������������������������ �������� ����� ���������� � ���� ��� ����������� ��� ����� �������� � �� ��������� �� ���� � ���������������5������������ ����������� ���� �������������� ������� ���������

B��������������������������������� ������������ ����� ��������� ������������ ������������������� "��� ������� ��������������� ������$ �������������������������������������������������������B������������������������������������������6�������������������������� ������������������������ ���������� �������� ������ ������������ �������������������

'�������� ������ ����$����� ������������������ �������������������������������������������� ���������������������������� ����������� ���������� ������������������ ��

*��D���� �������� ��� �

�� ���������� ������� ��� ������� ������������������������� ��������������������������������#�� �� ��(��� ��� ���J��� ���� ��� ������/!�/� ����������� �� ���� ������������������������������ ��������(���������������������������������������������������� ��������� ��������������������� ���� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ������ ���� ������ ����������� ��������� ��� ������� ������������� ��D���� ������������ ��������� ����������$ ������������������������������������������

�9�����1��������

������������������ ��������������� ��������������"�������������������������������������"���"��������������������������������������� ����������������������(�����

Page 244: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

��� ��������(��� �������� ���%����+�B�G%����������������������������������������������������������������������������-/!�/+0

'������� ��������������������������"����������� ������ ������������������� ��������������"��������<�� �� ���������"�� ��������������������������������� ������������������ ����B������������� ���������������������������������� ��������������%

����G3�B�G%��������������������������������������������������������������������������-/!�/.0

�����������������G3���G%�����������������(��� ��%�G3���G%���#G:��' ������� ������������������ ������������������������������������� ��������� ��������������������������#��������������������������"������������������������ ��������������������������������������������$(���������� ����������������������� �������������?��������������� ������� �� �$����-#P�*2;�O�����P�/����0����������������:*>F*� ������������ � ������ ������� %

G%�P�G% �P�*;.�73>���G3�P�G3 �P�*91S9�73>�������������������������������������������������������������������-/!�/10

�������������� �� �� ������� � ���������������������������������������������������������������� ���������������������������������� ������������������������("��������������� �� �$����'�������������������������������������*+ED���/���������� ���� ���!S;9�

'������������������������������� ���������� ��������(��� ��%

����2AE>�-����

B����

0�������������������������������������������������������������������-/!�/;0

D�� ��������������

�����������������("������������������� ����������� �� �$���� � ��/�**2I�������������� ��$%

����2AQ1M�����

�������������������������������������������������������������������������-/!�/20

D���� ������ ����������������� ������������� ���������������������������������B��������������������$��������������' ���� �������������������������� ��������������������������������������� �������� ��'������������������� ������� ������� ���� ���� �������� �������� ����������������� ���������������������������� ������� ������� ��' ������������ �������"��� ������� ������������� �������������������� ��������� ������ ���������� �������� �

�+���� ������ ������ ������ ���

�� ���� �������� ����� ����� ������������������������� ������������������ ������ ���� ���������������� ��� ��������� ����� � ������ %

&��B�� �������� �-@5D00&��B�� ���������������������-B'=0&��B�� ���$����� ������-B@5D0&��B�� ������������������-=D5D0&��B�� ����(�� ����-6F5D0

Page 245: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ��������� ������������������������������������ �������� ��������� ��� ���� ��������������������������������� ���������$��������������������

�9�����2� ���� �� �����>�8�?

' �� ���� � ������������������������������ ��������� �����������������������$���������$������������������������ ����� � ������ %

�� ��������� �������� ���� ������������ ��� ������������������������("������ ��$ ��$��������������������������������������� �������� ������������������ �$�� �������������������������� ����������������� ������������� ���������������������6������������� ����������� �������� ��������J�F:������OF:������������������DF

����������������������������������B�����������������������

����������(��� �����:����F

���B���� ��������� � ���������� ��������� � ���������������� ���

���� ������������ ������� ���������� ����������� ����������� ����� ����������������/!�9�

������-���5�2�� ����������������������

Á n o d o : H 2 + 2 (O H )- → 2 H 2O + 2 e - (1 0 .2 0 )

C áto d o : ½ O 2 + H 2 O + 2 e -→ 2 (O H )- (1 0 .2 1 )

P ila : H 2 + ½ O 2 → H 2 O (1 0 .2 2 )

���

���

���

����

�������������� ������

��� ��������������� ���

� ���� � ����� �����������

Electrolitoalcalino

Page 246: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/��'�������

�� �$��� � �����������������������"������������ ������� ��$��� ������������������ ��� �� ������������ ������������ �������� ��������� � ����� � ������ %

&��'���������������������������������� ����� ������ �����������&��@���������� ����� ���������$���&��' ��������"��������������������������������&��' ���������������"����������������&��D���������������������

�� ������ � ������ ���������� �� ���� ��������������� ���������"� ������������� �� ������������ �

*��'���������

'����������������������$ ���������� ����� ����������� ����OF:��'�������� ��� � ���������������� ������������ ��������������������� �������������������������F�����������������$ ������������� �������������������������������������������'��J�F:�������� ������������������������������� ����������$ ������������ ����������������������� ���� ������ �������� ����� ����OF:�

9��H����������������� ��

��������������������� �������������� ��� ��� �������������������������������������������������������6���������������(�� ������� ������������������������$������ �������� �������������� ������������� ����$ ������������������������ ���������������������� ����������������������������������������������������������������@��$ �����"����������������� ��������������������� ������������(����������� ������(��� ���

��H�������������������������

'�������������������������������� �.!CD�����(�������������������������������������� ���������������������������������������������������6������������������������ ������������������� ���$����� ���������������������������������������������$ �������������������� �������������������������

+��'(���������������

'�� ����� �������� ��� ��� ����� �� ���������"�������� ��� ������������� ������ ���� ������������ ������������������������������@����� ���� ��(�������������������������������������� ����� ��������� �������������������������������������������������������������� ������ ����� ������������ �

'������� ��������������������������������������������������������� ���������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������

Page 247: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

.��L����������

'������� �������������������������� �������� �������������� �������������������������������������������� ��� ���������������������������

�9�����2� ��������$������ ��,�����>2%5?

�� �B'=� ����������������������������������������������������������� � ��+�����5�������&'�����"�������������������������� ���� $��������������� ���������' �� ���� � �������������� ���������������������� ���� �.!��F������������������ ��������������������������$������ ��� �� ������� ����� ������ �����������������������6�������������������������������������������(����������������� �������� ������ ����� ������������� ������������ ���� ������ ������� �����

�� ��������� �����������������������$���������$������������������������� ����� � ������ %

���� ������������ �� ���� � ����� �����������������/!� �

���

���

���

����������

��� ������������������

�������������

� ���������������

�������

Membranapolimérica

������-���5�2�� ��������������&5�

Ánodo: H2 → 2H+ + 2e- (10.23)Cátodo: ½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O (10.24)Pila: H2 + ½ O2 → H2O (10.25)

Page 248: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

/��'�������

�� ��������� � �������� �����������������������������B������������� ���������������� ������������������ ��������� ����������������

�� ���������" ��� ����� ��������� � ��$���� � ������ %

&��'���������������������� &��=$(��� �������� ��������������������� ����� �������� �������������������������&��:������������������� ������ ��� � ������ ��������������������&��Z�"����������� ����� ����� � ���� ������� �� ������� �����������������������

*��'���������

'�������������� �$��������������������������������������� ������������ ������������� �������"�������$�������������J�����//1�-��#�B���0���$��������������� ���������' ������������"���� � ���������������������������(���������� ��������"�������������������������� ��� � ������� �

'�������������- � ������������ ���������� ��� ��� ���������� 0� ������������� ������������������ ������� � -��� ��� ��� 0� �������������� �����������B��� ��� �������� ������������ �� ��� � ���������������������������������������������� �� ���� ��(�� ��������������������"�������������

D���������$������������������������������������������������������������������ ���������� ������ ����� ��"�������������������� ��������� ������ ��������������� �����������������������������)��������������� ���� ���������������� �������������(������������������������������������

=����� ���������������� ���������������������� ������������������������ �����������������������$��������$����������� ���������������

' �������������������������"����������������������������������$(�������������������� ������������������������������������������������������������ ��������������@��$ ������������������������������������������� �����������������������������������������������������

?���������������������������� ����������������������������������������������������������� ������������������������������������ ������(�� ��

�� ��������� ���������" ��� ���������������������������� ����� � ������ %

&��'������������������������ ��� ��� �)��������&��@ ����������������� &��6������������ ��� � ��(��������������&��#����� ���������������������������������

'��������������������� ��� ��������������� ������������ ����������� ����� ��������������� ����������������������������������������������������������"������������������� �� �� �� ����� ������"����� ������������ ����������� ������������ �������� �����

Page 249: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

9��D��������

�������������� ��������� ������������������������������� �� ���� �� �������������������� ���������� �������� ������������������'���� �B'=� ����������������������������� �������� ������������������������������ ������ �������� ��������������("�����

6��������������� ������������� ������������� ��(�� �������� �� �������� �������� ������ ��� � ��������������� �� �� �� ����� � ����� ����������������� ��

��H�������������������������

���������������������������������������/�/�I���*�+�I�������������� ��������������������������� �������������������� �������������� ���������������������������6����������� �������������� ���������� �����������������������

F����� ������ ���������������������������������������������������������� ���� ���������������������������������������������������� ������ �������������������"��

+��H����������������� ��

'������������ �� ������������������� ����� �������� � �������������� �������������� �!�*;+=B��������� ����������������������� ���� ���������� �!�/����� �/!�=����'������������������ ���������������������������������������)����� �������������� �� ����������������������������� ���������"������������������������ ��� � �

�9�����2� ��������� � �����>2�8�?

' �� � ����� ���� �������� ������������$����� �����������������������6����� ���� �������� �������� ��������������������������$ �� �������� ��6� ���������� ��������� � ���� �������� ����������������������� �� ���������������� ��������������������������������� �� ���� � ����������������������� �/1+&**!CD��' �� ���� � �������� ����DF

��������������������� ������*,���DF�������

��� �� ���� � ������������������������ � !!!!����� ����������������

�� ��������� �����������������������$���������$������������������������� ����� � ������ %

'��� ��������������� ����� ����������������/!�+�

Á n o d o : H 2 → 2 H + + 2 e - (1 0 .2 6 )

C áto d o : ½ O 2 + 2 H + + 2 e - → H 2O (1 0 .2 7 )

P ila : H 2 + ½ O 2 → H 2O (1 0 .2 8 )

Page 250: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

������-���5�2�� ��������������&:�*

/��'�������

�� ��������� �� �$�������� ������������������"����������������������������������������� � ������������������� �����������������"���� ���������� �������� ����������� ����������������������������������������������������������������B?5'�-������0�

�� �� ���������� ���� � ������ ����� � ������ %

&� ' ������ ��� �� � ������� � �� �������� �� ��� ��� ����� �� $��� �� ������ -�������� ������������������%�����������������0

&��'��������������������������������&��B��� ���������� ����������� ��� � ����������� ���������������-���� ���������%�.!&.+,G������������� %�*!& !��0

&��=��$����������� ���������������� ����������� ���

�� ���������" ��� ������������������� ��������� � ����� � ������ %

&��5�������������� ����������������������� �������� ����� ��&��5�������������� ������ ��� � �������� ���������������������������������&��=����������������������"����������������������(������������������������������� �����"���� �� ����������������

���

���

���

������������� �������

���������

�����������������������

�������������

� ���������������

�������

Ácido fosfórico

Page 251: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

*��'���������

'������������� ���������������� �������������� ������ ����$����� ����������������������������������� ������������ ��������������������DF

����������� ����������������� ��������������("�����������

�������������������� �������� ������� ���������������������'��$��� ���������������������������� ����6D��' �$������������������$������ ���������������������

9��H�������������������������

'�������������������� ����������������������������������� ��)��������������!S*1�I>CD������������ � �$������������������������������������������6���������������������������������������������� ���� ������ ��������������������� ����������� ����� ����������������

6����������������� ��(�� �������������� �������������������������������$��������DF�������� ���� �� ��(�� �������������������������� ������������������������������������������������������������������

��H����������������� ��

���������������� ������������ ���� ������ ���� �� ����� ��' �� ������� ������� ��������� ������������ ����( �������������$��������������������������������������� ���������������@��$ �������������������� ��������������������� ��������������������������������������������$������������� ��������������� ���� ��� �������� ����� ��� � ��' ���������������������������������������������������� �������������������������������������������������

+��H������������� ��� � ��������

���� ������������������������������ �������� ������������ ����������� ���� ������ ��� ��������� ������ ������������ �������� ��� ��� ��������������� ���������������� � ������� ������������������������������H���� ���� � ���������J

��������� ����������� ��������������

������ �� ���������J:��:DJ���JF(��������������� ����' �� ���� ���� �����������������������������

���DF�������DF��6����������������)�� ������������������������������ ���� ���������������

.��'(���������������

#�������� ������������ �������� ��������������������������������������������� ���������� ��������������������������������� ����� ����� ��������������������������������������������

1��L����������

' �� ���� �������� ����� ���������������������������������������"�����'�������� ������$ ����������� ��������6���������������������������"����������$ ���������������������������

Page 252: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

;��D����������������������� ����

' ��� ���������$����������%

&��'������������������� ���������������������&��#������������� ��� ��������� � ���������� �-���� ����"���0&��6�����������������������- �������� *CD0&��6����������� ������������������������������� ��������� ����$�����

�9�����2� ��������$���� !���>5�8�?

:��������������������������� �������� ������������ ������ �������������������������������� ������� ������� �����������������$������� ��������� ����� �������������������� ����� � ������ %

'���� ������������$������������DF���� � ��� ���������$�����������DF

�� ������ ������������

����������������������������������("�������� ���� ������������� �������������������������������$������������������������������������������������� ��������� ��6������������� ������������������������ ������������������ �����������/!�.���� �������� ������������������������� �������

Ánodo: H2 + CO32- → H2O + CO2 + 2e- (10.29)

Cátodo: ½ O2 + CO2 + 2e-→ CO32- (10.30)

Pila: H2 + ½ O2 + CO2→ H2O + CO2 (10.31)

���

���

��

���

�������������

�� ���������

����������

���������������������������

�������

�����������������

� �������������������

��

Carbonatoalcalino

�����-���5�2�� ���������������*�*

Page 253: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�� ��������� ������� ����� �� ���� � �����J����� ����������$��������JF����� �����������$����' �� ���� ����������������� ������������������������ ���������������� �������������� ��� ������ �B@5D� �������������������������������' �� ���� ����������������������� ������������������� �-.!!&/!!!CD0����������� �������������������� ���� ������������ �

' �� ���� ����������������� !!!����� ������������������� ������������ ��������������������$ �������

�9���#�2� ������"���� ��>';8�?

' �� ���� ����������������������"����������������� ����������� ��������� �������� ������� ���������� ��� "���������� �����������������������������������'�������������� �������������������(�� ����������� ����������K

�F

�� ������������c�F

�3���������������� ��������� ��

�("�����

�� ��������� ��������������������������� ����� � ������ %

���� ��������������� ����� ����������������/!�1�

��5&�2&1�+�(��������������:R�;

Ánodo: H2 + O2- → H2O + 2e- (10.32)Cátodo: ½ O2 + 2e-→ O2- (10.33)Pila: H2 + ½ O2 → H2O (10.34)

���

����

���

�������������

�� ���������

����������

�������������������������

H2 + O2- → H2O + 2e- ½ O2 + 2e-→ O2-

Óxido dezirconio

Page 254: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

��� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

:���������������$����� ���D�&c�F����J&c�F

���������������$��������=�F

����������6���'�

���$����� ��������� ��� ��������� ������������������������� ������������� ����������

������������������������� ������������������;!!&/!!!CD��' ������������������������������ ���� ��������������������6���������������������� ����������� ������������ ��������� ��������������������� �� ���� �� �������������� ���� ��������������������������"���������<�� � ���������������������������������������J���� ��������������������������������� �������� ��������������������� ����� ����� ��������������������������#�������� ����� ������������ �������������� �� ���� ������������������������������ ��� � ��6����������������� �������������������������� ������������������������$ ������

@����������� ���������������� �������� ����������������������1!!!!����� ����������������

�9������������������ ����������� �������$!���$ �

������������ ���� ���� ���

������������� ����������������� ����������

������ �������

�������������� ����� �

Electrolito demembranapolimérica (PEM)

Polímero orgánicosólido (ácidopoliperfluorosulfónico)

H2 → 2H+ + 2e-

½ O2 + 2H+ + 2e- → H2OH2 + ½ O2 → H2O

60-100 45-60%

Alcalina (AFC) Hidróxido de potasio(solución acuosainmersa en una matriz)

H2 + 2(OH)- → 2H2O + 2e-

½ O2 + H2O + 2e-→ 2(OH)-

H2 + ½ O2 → H2O

70-100 45-60%

Ácido fosfórico(PAFC)

Ácido fosfórico (líquidoinmerso en una matriz)

H2 → 2H+ + 2e-

½ O2 + 2H+ + 2e- → H2OH2 + ½ O2 → H2O

175-220 40-50%

Carbonato fundido(MCFC)

Carbonato de litio, sodioy/o potasio (líquidoinmerso en una matriz)

H2 + CO32- → H2O + CO2 + 2e-

½ O2 + CO2 + 2e-→ CO32-

H2 + ½ O2 + CO2→ H2O + CO2

600-1000 45-65%

Óxido sólido(SOFC)

Sólido óxido de Zirconiacon Itria

H2 + O2- → H2O + 2e-

½ O2 + 2e-→ O2-

H2 + ½ O2 → H2O

800-1000 50-65%(70%trabajandoconturbina)

��������

���� �������� �����

�� �������������� ����

���� ����������������������

Electrolito demembranapolimérica (PEM)

Hidrógeno puro yreformado

CO ⇒ η ↓ Generación envehículos, edificios ypequeñas aplicaciones

Alcalina (AFC) Hidrógeno puro yreformado

CO tolerado en bajaconcentración. CO2 notolerado

Militar, espacio ytransporte

Ácido fosfórico(PAFC)

Hidrógeno puro yreformado

CO, Sulfuro de hidrógenoη ↓ (posible fallo de PC)

Transporte pesado yusos eléctricos

Carbonato fundido(MCFC)

Hidrógeno, gas metano ynatural, CO

No hace falta reformar elcombustible

Generación eléctrica

Óxido sólido(SOFC)

Hidrógeno, gas metano ynatural, CO

No hace falta reformar elcombustible

Generación eléctricay transporte

Page 255: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

!�"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

�+��������� ����

'������� ������$ ���������� ��������������������� ������������� �������� �������� �������������' ��������������� ��������BDH�������������/*!�=3>7���' ��� ��������������������� ��������"��������������@��$ ����������� ��������� ���������������������������� ������������������������������� ����� ��������������� ������' ���� �� �����������)�������� ���������� ��������"���� ���� ��� ��� ����� �������������� ���������������� ������� ���������������� ������������� ������ ����������

����������������������� �������� ��������������� �������� ������������� � ���"��� �������� "��� ���� ����"�������������������������������������� ����������� ���� ��������������� ��������������"� ����������� ������������ ���������������������������� ���� ����������� ������ ���������� ���� ������������������������������������ ��������������������������������� �������������������������

6��������������������� �������������������� ��� ���������� ����� �������� ������������� ���������������������$��������������������������������������("�������������� �����

B������������ ����� �����( ����� ��"� �

����������� �������������������� ����������������������������������������� �������������������������������������������������� ��� ������������������������'���������� ���������� ����������������������������� ������� ����� ����������������$���������������� ��� ��"�������"�������������

��� �������"��� � ����������������� ���� ����������� �������������' ��� �������"��� � ��������������� ���� ��������������������-=D5D��6F5D0���������� ���������������� ��������������������������� ������������������������-.+E0������������������������������������� �����

F���������������� ����� ��������� ����$��� �������� ������������������ ��������������������������� ����������� �������'������� �����(�������� ������������������ ����@����������� ����������������/�7��������������������*!�7����������

F��������������� ���������������������� ����������������� ������������������������������������ �6��������������������������� ���-J�4:

�0�� � ��������������������������� ����������������

�������������� ����������� � ����������������������������������������������� �����(���������������������������

B��������������������)���������������������� ���� �������� ������������������������� �� ����� ����������� �������� ����������' �������� ��� ��� ������������������������������������������� ������������ ��������������'( ����������� ���� �������� � ���� ������ � �������������DF���DF

����������������� ���� ����������������������������DF��'( ����������� ����"�������� ������������������ �����DF����������������� ��������������BLFM�������������������F��������� ��� ������������������ ������

�� ������ � ���������������� ���������������"�������� ������������ ��� ��������� �������/! ����� ��' ��� ����������� ����� ���������� ����������������������������������������������� ������������������ ���������������������� ����� ���� �������"�����

Page 256: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n

���� � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � �������� ������������

'�� ������� ��� �("����� ���� ��� ����� �� � ��� � �� ����� ������ ������ � �� ���� � ��� ������ ������������������������������ ���������������������� ��������������������DF

���B��������� ��� ������

������������(���$�����

�� ����-���&�����������.� ������� ��� ��

�������������������

����������

������� �������������

����� ���������

Coste elevado pero accesible Sistema muy complejo.Poco compacto.Reducción del CO en dos fases.

����������� ������

Sistema simple y compacto.Pureza de H2 muy alta.

Coste muy elevado.

������������

���� ���� �������� ���������� ��

����������������������

����

Alta concentración de H2.Alta eficiencia

Reacción endotérmica.Producción de CO y CO2.Arranque lento en frío

���������������

CompacidadArranque rápido. Transitorios cortos.Reacción exotérmica

Concentración insuficiente de H2 parala PC.Producción de CO y CO2.

������������ � �����

Alta concentración de H2.Arranque rápido y transitoriosaceptables.Reacción energéticamenteautosuficiente.

Producción de CO y CO2.

������������� �������

�������������� ��� ��

El gas rico en H2 no contiene CO niCO2.Sistema compacto, simple y barato.Consumo de energía muy bajo.No produce CO2 si no se quemacarbón sólido.

Temperaturas de trabajo elevadas(700-900ºC).Arranque lento.En fase inicial de desarrollo.

�� ����-���&����������������������*Q���������������G��

Page 257: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n
Page 258: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n
Page 259: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n
Page 260: Maquinas Tc3a9rmicas Motoras Jesus Callejc3b3n