Máquinas Térmicas: Vapor, Sobrealimentación y Turbinas

Máquina de Vapor

Es una máquina de combustión externa que aprovecha la fuerza expansiva del vapor de agua para mover un émbolo y, así, producir trabajo.

Funcionamiento

• Hogar: Exterior a la máquina, en él se realiza la combustión.
• Caldera: Recipiente, generalmente de acero, donde se genera el vapor de agua. En la caldera el agua se calienta y se vaporiza, pasando a continuación a un sobrecalentador donde se eleva más la temperatura.
• Cilindro motor: Constituido esencialmente por la caja de distribución, la corredera y el émbolo. El vapor de agua penetra en la caja de distribución y, debido a la posición de la corredera, entra en contacto con el émbolo por la parte izquierda, empujándolo hacia la derecha.
• Órganos transformadores del movimiento: Los más importantes son el vástago, la biela y la manivela, tres varillas articuladas que transforman el movimiento alternativo del émbolo en movimiento circular.

Sobrealimentación

Es un sistema para incrementar la potencia de los motores de combustión interna, consistente en aumentar la cantidad de mezcla combustible admitida en el cilindro. La sobrealimentación se consigue aumentando la presión del aire o de la mezcla combustible a la entrada del cilindro. Para ello, se intercala en el circuito de entrada un compresor, accionado por una turbina movida por los gases de escape: este dispositivo recibe el nombre de turbocompresor.

La sobrealimentación es esencial para compensar la disminución de la presión con la altura. También se utiliza para aumentar el rendimiento de los motores de vehículos especiales.

Turbina de Explosión

Están constituidas por un compresor, una o más cámaras de combustión y la turbina propiamente dicha. Las cámaras se cargan con aire. Cuando una cámara ya está cargada, se cierra la válvula de admisión y se introduce el combustible, que explosiona por la acción de una chispa, incrementándose bruscamente la presión. En ese momento, se abre la válvula de escape por donde salen los gases de la combustión a gran velocidad, dirigiéndose hacia los álabes de la turbina.

Turbinas de Combustión

El aire es aspirado a la presión atmosférica y comprimido en el compresor, pasando a continuación a la cámara de combustión en la que se inyecta el combustible, produciéndose su autoinflamación a causa de la elevada temperatura existente. Los gases calientes procedentes de la combustión se expanden contra los álabes de la turbina.

Rendimiento de los Motores Térmicos

Los motores térmicos solo aprovechan una parte de la energía química del combustible para la producción de trabajo útil, perdiéndose una gran parte de ella en los gases de escape y en los circuitos de refrigeración.