Termodinàmica.
Transformació de l'energia

Energia tèrmica i combustió.
Efectes de la termodinàmica

Entropia

Cicles termodinàmics

Cicles termodinàmics

En termodinàmica, un cicle termodinàmic és un circuit de transformacions termodinàmiques realitzades en un o més dispositius destinats. L'objectiu d'aquestes transformacions és l'obtenció de treball a partir de dues fonts de calor a diferent temperatura, o de manera inversa, a produir mitjançant l'aportació de treball el pas de calor de la font de menor temperatura a major temperatura.

L'obtenció de treball a partir de dues fonts tèrmiques a diferent temperatura s'empra per a produir moviment, per exemple, en els motors tèrmics o en els alternadors emprats en la generació d'energia elèctrica. El rendiment és el principal paràmetre que caracteritza un cicle termodinàmic. El rendiment es defineix com el treball obtingut dividit per la calor gastat en el procés, en un mateix temps de cicle complet si el procés és continu. Aquest paràmetre és diferent segons els múltiples tipus de cicles termodinàmics que existeixen, però està limitat pel factor o rendiment de Carnot.

Un cicle termodinàmic invers busca el contrari al cicle termodinàmic d'obtenció de treball. S'aporta treball extern al cicle per aconseguir que la transferència de calor es produeixi de la font més freda a la més calenta, a l'inrevés de com tendiria a succeir naturalment. Aquesta disposició s'empra en les màquines d'aire condicionat i en refrigeració.

Existeixen molts tipus de cicles termodinàmics. A continuació, exposem alguns dels exemples destacats:

Cicle de Rankine orgànic

El Cicle de Rankine orgànic és un model de predicció del funcionament d'un sistema de turbines de vapor. Aquest model utilitza un fluid orgànic d'alt pes molecular amb un canvi de fase de líquid a vapor o punt d'ebullició, que succeeix a temperatura més baixa que el canvi de fase d'aigua a vapor.

L'ús d'aquests fluids permet utilitzar el cicle de Rankine per a la recuperació de calor de fonts de temperatura més baixa, com la combustió de residus industrials, la calor geotèrmic, col·lectors solars tèrmics, etc. Aquesta font de més baixa temperatura es converteix en treball útil, que en si pot ser convertit en electricitat.

Cicle Diesel

El motor dièsel és un motor tèrmic que té combustió interna alternativa que es produeix per la autoignició del combustible a causa de altes temperatures derivades de l'alta relació de compressió que posseeix, segons el principi del cicle dièsel. El cicle termodinàmic utilitzat pel motor Diesel és el cicle dièsel.

El motor dièsel pot utilitzar com a combustible el gasoil / gas-oil o olis pesats derivats del petroli, com també olis naturals com l'oli de gira-sol. A més és molt eficient en termes termodinàmics; els millors i més desenvolupats motors dièsel arriben a assolir un valor d'entre 45% i 55% d'eficàcia tèrmica, un valor molt elevat en relació a la quasi totalitat dels motors d'explosió; és un dels motors més usats des de la seva creació en diverses aplicacions.

Cicle Stirling

El motor d'aire calent Stirling o simplement el motor Stirling és un motor de combustió externa alternatiu, inventat per Robert Stirling en 1816. El funcionament del motor es descriu en el cicle termodinàmic de Stirling.

El motor Stirling és una evolució dels motors d'aire calent que es van utilitzar a Anglaterra durant la primera revolució industrial. En particular, la invenció de Stirling va implicar l'adopció d'una unitat de recuperació de calor, un dispositiu que va fer possible millorar significativament el rendiment del motor.

Cicle Ericsson

El cicle d'Ericsson es diu així en honor a John Ericsson, que va dissenyar i construir màquines de calor sobre la base de diversos cicles termodinàmics. J. Ericsson va inventar dues màquines cícliques de calor i desenvolupar màquines pràctiques basades en aquests cicles. El seu primer cicle es coneix com "Cicle tancat de Brayton", mentre que el seu segon cicle es diu "Cicle Ericsson".

El cicle d'Ericsson és un cicle termodinàmic ideals compost de quatre processos reversibles, dues transformacions isotèrmiques i dues transformacions isobàriques. Això descriu el cicle de funcionament teòric d'un tipus de motor tèrmic anomenada motor d'Ericsson. El cicle d'Ericsson té similituds amb altres cicles principals, com ara el cicle de Stirling i cicle Brayton.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 17 de juny de 2019