Màquines tèrmiques i motors: tipus i funcionament

Màquines tèrmiques: definició

Màquines tèrmiques: són les que transformen l'energia tèrmica en energia mecànica o a l'inrevés.

Motor tèrmic: definició

Motor tèrmic: és una màquina motriu que transforma l'energia tèrmica, la calor, en energia mecànica.

Tipus de màquines tèrmiques generadores d'energia mecànica

Hi ha diversos tipus. Podem classificar-les segons la combustió:

• Combustió externa: exemples — màquines alternatives (màquines de vapor) i rotatives (turbines de vapor).
• Combustió interna: exemples — màquines alternatives (d'encesa provocada, Otto; d'encesa per compressió, Dièsel) i rotatives (turbines de gas en cicle obert, motor Wankel).

Combustió externa

La combustió es realitza fora de la màquina i se n'aprofita la calor despresa per escalfar i vaporitzar aigua.

Combustió interna

La combustió es produeix dins la màquina i són els gasos produïts en la combustió els encarregats de produir el treball motriu.

Màquines alternatives i rotatives

Alternatives: incorporen un èmbol o pistó que té moviment rectilini alternatiu i un mecanisme de biela-manovella per transformar el moviment alternatiu en moviment de rotació.

Rotatives: produeixen directament el moviment de rotació.

Funcionament de turbines de vapor

El vapor produït a la caldera es condueix cap a la turbina, on hi ha una carcassa fixa que conté unes toberes que el dirigeixen cap a unes aletes situades a la perifèria d'una roda o rodet giratori; sota l'impuls de l'enorme pressió del vapor, el rodet es veu obligat a girar. En aquest cas s'anomenen turbines d'acció.

Turbines d'acció i de reacció: hi ha diversos rodets, uns fixes i d'altres giratoris, que fan girar la roda (acció). Però en sortir d'aquest i, degut a la inclinació de les aletes, el fluid és dirigit cap a les aletes del rodet fix que també estan inclinades; aquestes aletes redirigeixen novament el fluid cap al rodet de continuació (reacció), que és giratori, i així successivament.

Màquines de combustió interna alternatives

Aquests motors realitzen el treball a partir d'una combustió que es produeix dins de la màquina; no necessiten un element intermedi.

Elements comuns amb la màquina de vapor: cilindre, pistó i el mecanisme biela-manovella, però no disposem de caldera: la combustió es produeix violentament dins els cilindres.

Dos tipus de motors d'explosió:

• Motors d'encesa per guspira (o cicle Otto).
• Motors d'encesa per compressió (Dièsel).

Aquests dos tipus es fabriquen habitualment en cicle de quatre temps.