Català

Una mica d'història

L'evolució històrica de l'enginyeria tèrmica comença amb el domini

del foc que només servia per il·luminar i per escalfar; i sobre l'any 10000 a. C. es comença a utilitzar en forns per fondre.

Més tard a Creta i Roma, després, s'implanten les primeres calefaccions centrals, i després al segle I Heró d'Alexandria aconsegueix construir la primera màquina tèrmica de la història, anomenada Eolípila, que era una màquina constituïda per una cambra d'aire i uns tubs per on s'expulsa el vapor. La força que feia el vapor en sortir fa que comenci a girar un mecanisme. I aquesta, s'usava com a joguina o entreteniment.

En 1480, Leonardo da Vinci, dibuixa una màquina que funciona amb la calor d'una llar de foc. Consistia en una màquina que acoblada a un torn de xemeneia proporcionava un gir al senglar que s'estava cuinant.

Classificació:

Les màquines tèrmiques poden classificar-se, segons el sentit de transferència d'energia, en:

     ● Màquines tèrmiques motores, a les quals l'energia del fluid disminueix en travessar la

            màquina, obtenint energia mecànica en l'eix.

   ● Màquines tèrmiques generadores, a les quals l'energia del fluid augmenta en travessar

            la màquina, precisant l'energia mecànica en l'eix.

Atenent al principi de funcionament, les màquines tèrmiques es classifiquen en:

        ● Màquines volumètriques, el funcionament està basat en principis mecànics i

            hidrostàtics, de manera que el fluid en algun instant està contingut en un volum limitat

            pels elements de la màquina. En aquest tipus de màquines el flux és del pols. Es

            divideixen al seu torn en dos tipus segons el moviment de l'òrgan propulsor:

            alternatives, el moviment és rectilini; i rotatives, el moviment és circular.

       ● Turbomàquines, el funcionament està basat en l'intercanvi de quantitat de moviment

           entre el fluid i un rodet. En aquestes màquines el flux és continu.

D'acord a la seva constitució:

         ● Màquines rotatives: tenen com a principal característica que els elements mòbils

               de les mateixes giren.

         ● Màquines alternatives: S'ha de fer una conversió del moviment lineal que descriuen

            els èmbols en els cilindres a rotatiu per mecanismes de biela manovella.

Com funciona una màquina tèrmica?

Hi ha tres tipus de màquina tèrmica:

  · Màquines de vapor: Quan l'aigua es transforma en vapor, s'expandeix ocupant un volum 1700 vegades més gran que en el seu estat líquid. Les màquines de vapor empren l'enorme energia produïda per aquesta expansió per generar un treball. màquina de vapor és de combustió externa si es crema fora, escalfant la caldera productora del vapor que l'alimenta.

  · Motors de combustió interna: Un motor de combustió interna és un tipus de màquina que obté energia mecànica directament de l'energia química produïda per un combustible que crema dins d'una cambra de combustió, la part principal d'un motor.

S'utilitzen motors de combustió interna de quatre tipus:

 · El motor cíclic Otto: que ho va inventar Nikolaus August Otto, és el motor convencional de gasolina que s'empra en automoció i aeronàutica.

 · El motor dièsel: funciona amb un principi diferent i sol consumir gasoil. S'empra en instal·lacions generadores d'electricitat, en sistemes de propulsió naval, en camions, autobusos i alguns automòbils.

 · Motors de combustió pesada o motors d'olis pesats: es caracteritzen perquè no tenen sistema d'encesa ni carburador.

 · El motor rotatori o Wankel: el va crear el Dr. Felix Wankel, funciona d'una manera completament diferent dels motors convencionals.

En un motor alternatiu, el mateix volum (cilindre) efectua successivament 4 diferents treballs - admissió, compressió, combustió i escapament. En un motor Wankel es desenvolupen els mateixos 4 temps però en llocs diferents; és a dir, és com tenir un cilindre dedicat a cadascun dels temps, amb el pistó movent-se contínuament d'un a un altre.

· Motors de reacció:

Els motors de reacció es basen en el principi de l'acció i reacció.

Hi ha dos tipus:

 · Els turboreactors: consten d'un generador de gasos molt calents i d'una tovera que els expel·leix cap enrere en forma de raig (acció), així impulsa al motor i al mòbil en el qual es troba instal·lat cap endavant (reacció).

 · El motors del coet: genera empenta mitjançant l'expulsió a l'atmosfera de gasos que provenen de la cambra de combustió. Els gasos calents produïts en la cambra de combustió són expel·lits amb gran força cap enrere (acció), d'aquesta manera impulsen a la nau cap endavant (reacció). Els motors coet incorporen tant el combustible, que sol ser querosè ohidrógeno líquid, com el comburent (oxigen en estat gasós o generalment líquid)