Introducción
El ciclo de Ericsson importancia en el estudio de la termodinámica ya termodinámica ya que varios sistemas y sistemas y maquinas se basan en su funcionamiento. Los modernos motores automotrices, motores automotrices, camiones, barcos, turbinas de gas son ejemplo de aplicaciones extremadamente útiles de estos procesos. procesos. Es considerado el autor de dos ciclos para motores térmicos de combustión externa y constructor de motores reales basados en los ciclos mencionados. En la aplicación de nuestra carrera profesional de ng. de minas es muy importante por que debemos conocer el funcionamiento de los motores de diferentes tipos de maquinas a si para su mejor funcionamiento en nuestro ámbito laboral.
Ciclo Ericsson
El ciclo Ericsson fue ideado por el inventor John Ericsson, que proyectó y construyó varios motores de aire caliente basados en diferentes ciclos termodinámicos. Es considerado el autor de dos ciclos para motores térmicos de combustión externa y constructor de motores reales basados en los ciclos mencionados. La primera versión era similar al ciclo Brayton, que utilia una combustión externa. La se!unda versión es la conocida actualmente con el nombre de este ciclo. En la primera etapa el aire se comprime isotérmicamente. "e requiere entonces de un enfriamiento simultáneo y el aire fruye a un tanque de almacenamiento a presión constante. El traba#o requerido es
$% & '(%
ln )*%+*-.
La se!unda etapa es un calentamiento reversible a presión constante y su consecuente expansión. El aire caliente uye del tanque a presión elevada constante hacia el cilindro de potencia. En este caso el calor requerido es/ 01 & 2p )(3 4 (-.
En la tercera etapa el aire se expande en el cilindro isotérmicamente, recibiendo calor externo. El traba#o de salida i!ual a $ & 5'(3 ln)*3+*6-.
La 7ltima etapa es un enfriamiento reversible a presión ba#a constante, y el calor liberado es/
0B & 2p)(% 4 (6- & 5 2p)( 3 4 ( (eniendo presente que los calores 01 y 0B son i!uales en ma!nitud, pero de si!no opuesto, en la práctica se compensan por medio de un proceso de re!eneración. Lo mismo ocurre con los traba#os realiados en estas etapas isotérmicas que de i!ual ma!nitud pero si!no contrario, anulándose como efecto neto. La e8ciencia teórica del ciclo equivale a la de 2arnot
2omo puede comprobarse en las ilustraciones que están más adelante, inclusión de la re!eneración en el funcionamiento de un ciclo es fundamental para conse!uir una mayor e8ciencia de operación. Lo anterior es cierto tanto para el ciclo Ericsson como para el "tirlin!. En el caso ideal, se consi!ue la e8ciencia de 2arnot. El ciclo "tirlin! haya aplicación práctica en ciclos de co!eneración, bombeo de a!ua, astronáutica y !eneración eléctrica de fuentes abundantes de ener!9a )solar y biomasa de residuos a!r9colas y domésticos- que son incompatibles con el motor de combustión interna. (ambién es utiliado como motor de submarinos. "in embar!o, por su precio no es competitivo con los motores de combustión. *or otra parte, el ciclo Ericsson no tiene aplicación práctica en motores de combustión con pistones, pero es utiliado en las turbinas de !as con varias etapas que utilian intercambiadores de calor
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Los procesos de expansión y compresión isotérmicos se llevan a cabo en la turbina y el compresor como se muestra en la 8!ura si!uiente. El re!enerador es un intercambiador de calor de contrau#o. La transferencia de calor sucede entre las dos corrientes En el caso ideal la diferencia de temperatura entre las dos corrientes no excede una cantidad diferencial dT . La corriente de uido fr9a sale del intercambiador de calor a la temperatura de entrada de la corriente caliente.
COMPARACION CON LOS CICLOS DE CARNOT Y STIRLING
(anto el ciclo de Ericsson como el de "tirlin! son usados en motores de combustión externa. El motor de Ericsson se parece mucho al motor "trlin! de doble acción, en el que el pistón desplaador act7a como pistón motri. En teor9a ambos ciclos tienen un rendimiento ideal. El máximo rendimiento posible se!7n la se!unda ley de la termodinámica. El ciclo ideal por antonomasia es el ciclo de 2arnot. :o hay nin!7n motor que si!a el ciclo de 2arnot. COMPARACION CON EL CICLO DE BRAYTON
El primer ciclo por Ericsson llama actualmente ciclo Brayton, usado en los motores de turbina de !as de los aviones. El se!undo ciclo inventado por Ericsson es que se llama ciclo Ericsson. *uede ima!inarse como un ciclo Brayton ideal, con una turbina de !as llevada al limite; con una fase de compresión de muchas etapas con enfriamiento )equivalentes a una compresión refri!erada-, una expansión con muchas etapas y incluyendo recalentamiento del aire de entrada con un intercambiador5recuperador. 2omparado con un ciclo Brayton normal )con compresión adiabática y expansión adiabática-, el ciclo Ericsson )con compresión y expansión isotérmicas- proporciona mas traba#o limpio pro revolución. El uso de un intercambiador5re!enerador aumenta el rendimiento al reducir las necesidades de aportación de calor.
MOTOR ERICSSON
Los motores Ericsson se basan en el ciclo Ericsson. "on de combustión externa para que el pistón motri se calienta desde el exterior. *ara me#orar el rendimiento )el rendimiento térmico y el rendimiento total- el motor Ericsson dispone de un re!enerador o recuperador de calor. *uede funcionar en ciclo abierto o cerrado. La expansión y la compresión se producen simultáneamente, en las caras opuestas del pistón.
En la posición actual )el pistón en la posición más ba#a- el aire de la cámara interior se calienta mediante calor aportado exteriormente. El aire de la cámara superior ha sido aspirado al ba#ar el pistón y es a presión atmosférica.
El pistón comiena a subir por la presión del aire calentado. "e producen simultáneamente la expansión del aire caliente y la compresión del aire de la cámara superior )aspirado en la etapa previa. El aire pasa al esquema obli!ado por la válvula anti retorno de la admisión.
El la posición máxima superior pasa al deposito frio la máxima cantidad de aire aspirado posible. La válvula de paso )dibu#ada aba#o y a la iquierda- se abre y permite el paso del aire frio a través del recuperador y hasta la cámara interior que la cámara interior que la aspira.
BIOGRAFIA
http/++===.mono!ra8as.com+traba#os%3+termodi+termodi.shtml
http/++===.matematicasypoesia.com.es+mono!ra8as+"e!*rin(er>%.htm (ermodinámica aplicada ?ennet5=ar? @ntroducción a la termodinámica5#uan 1. 'odri!ues
