Generación eléctrica en una central termoeléctrica.

Como hemos revisado en las publicaciones anteriores existen diversas maquinas térmicas en el campo de la ingeniería, por si solas pareciera que no tienen muchas aplicaciones, mas sin embargo en este caso proponemos un ejemplo como lo es generación eléctrica en una central termoeléctrica en el cual se utilizan varios elementos como lo es la turbina,motores, compresores y caldera.

La energía termoeléctrica, como su nombre indica, es la que usa el calor para generar electricidad. 

Aunque el mecanismo para conseguir esto es muy similar en todas las instalaciones termoeléctricas, la forma de poner en marcha dicho mecanismo es muy distinta, según sea el tipo de energía que estemos usando para producir ese calor.

Por eso, te explicamos cómo funciona, qué tipos de termoeléctrica hay y cuál será su papel en el futuro energético.

¿Cómo funciona la energía termoeléctrica?

El mecanismo principal de la energía termoeléctrica se basa en usar el calor para aumentar la temperatura de un fluido (en muchos casos agua) hasta que este se evapora. El vapor liberado activa una turbina, la cual comienza a girar. De esta manera, la energía térmica se convierte en cinética (energía del movimiento). 

Dicha turbina está conectada a un generador que, gracias a este movimiento, puede producir electricidad.

El vapor y su energía han sido muy utilizados a lo largo de la historia, tanto para transporte (como los antiguos trenes y barcos) como para esa electricidad.

Por eso, la energía termoeléctrica está muy extendida.

Te dejo un vídeo donde te explico todo mejor

bibliográfia

https://www.energyavm.es/que-es-la-energia-termoelectrica-tipos-y-aplicaciones/

 

Turbina de gas

 

Ahora vamos a hablar a cerca de otra máquina térmica, la turbina de gas, existen diversas turbinas, pero nos vamos a enfocar solamente a la de gas ya que es muy común en los procesos de generación de energía eléctrica.

Una turbina de gas es un motor térmico rotativo de combustión interna, donde a partir de la energía aportada por un combustible se produce energía mecánica y se genera una importante cantidad de calor en forma de gases calientes y con un alto porcentaje de oxígeno.

 El aire es aspirado de la atmósfera y comprimido para después pasar a la cámara de combustión, donde se mezcla con el combustible y se produce la ignición. Los gases calientes, producto de la combustión, fluyen a través de la turbina. Allí se expansionan y mueven el eje, que acciona el compresor de la turbina y el alternador.

 La ventaja principal de la turbina de gas es el poco peso y volumen que tiene la turbina en comparación con la flexibilidad y potencia que representa su operación. Por tal motivo se destinan para muchas aplicaciones, en particular si son de generación de electricidad o la propulsión de aviones y buques.

A continuación un vídeo explicando mejor la aplicación de las turbinas.

 Caldera

Tal vez sea la maquina térmica menos compleja de las mostradas anteriormente  pero tiene una utilidad enorme como lo veremos en la ultima entrada del blog, pero no nos adelantemos y hablemos de la caldera.

Las calderas que todos conocemos tienen como objetivo calentar un fluido caloportador, normalmente agua, que será
conducido posteriormente a través de una red de tuberías, montantes y distribuidores hasta unos emisores con el objetivo de proporcionar calor a estancias y locales.

En las calderas, el calor se puede obtener de diferentes fuentes:

• Combustión de combustibles (sólidos, líquidos o gaseosos)
• Fluidos resultantes de un proceso industrial
• Energía eléctrica
• Energía nuclear

Según sea la fuente de calor, la transmisión de este al medio contenido en la caldera se realizará por radiación, convección, conducción o por una combinación de los tres sistemas.

te recomiendo que veas el siguiente vídeo donde te digo como se aprovecha el vapor de estos aparatos en tareas importantes.

 

Compresores

Como siguiente maquina térmica les hablare de los compresores, los cuales tienen muchas aplicaciones en nuestra vida cotidiana y son indispensables en muchas tareas caseras como industriales.

El compresor es una máquina o dispositivo que reduce el aire con unas específicas condiciones y lo impulsa con una presión superior a la de entrada. Además, es posible definir como una máquina de funcionamiento alternativo o rotatorio que tiene como propósito la compresión de un fluido que por lo general se trata de aire, para emplear su fuerza de expansión de forma indicada y transmitida a la zona más adecuada.

Los compresores se clasifican de acuerdo a la forma de trabajo.

Tipos de compresores a continuación se muestran de forma gráfica para que quede clara la idea

Compresores alternativos:

•  Embolo
•  Membrana
  

Compresores rotatorios:

• Paletas
• Tornillo
• Axiales
• Lóbulos
• Scroll
  
  

También se clasifican por etapas y esto significa que Como su nombre indica, en un compresor de una etapa, se comprime una vez y, en un compresor de dos etapas, dos veces.

De una etapa: constan de un cilindro cuyos émbolos se mueven de forma alternativa por medio de un mecanismo biela-manivela similar al de un motor de explosión de un automóvil. Contiene una válvula de entrada o de aspiración y una de escape o salida que entrega aire.

De dos etapas: Consta de dos cilindros de forma que el aire comprimido que entrega el primer cilindro pasa al segundo como de entrada, una vez refrigerado. Estos compresores obtienen aire a elevada presión, aunque son ruidosos.

Te dejo un video blog en el cual te explico un poco mas a detalle. 

 

Tipos de motores de combustión.

Ya sabemos que es un motor y su funcionamiento ahora veamos los tipos de motores que existen, es muy importante saber diferenciarlos ya que cada uno trabaja con su combustible especifico y el suministrarle uno que no sea de su tipo puede ocasionar el daño irreparable del vehículo. 

La clasificación más importante de los motores alternativos se basa en el tipo de combustible que emplean para la reacción de combustión, los cuales son:

Motores ciclo Otto: Es el motor convencional de gasolina que funciona a cuatro tiempos. Su nombre proviene de quien lo inventó, Nikolaus August Otto. Su funcionamiento se basa en la conversión de energía química en energía mecánica a partir de la ignición producto de la mezcla carburante de aire y combustible.

Esta combustión de oxígeno y carburante provocan el movimiento de un pistón, que a su vez provoca el movimiento o avance del vehículo. Este proceso tiene diferentes formas, pero el ciclo Otto es el más común entre los motores de gasolina.

Motores ciclo Diésel: Fueron inventados por Rudolf Diésel. Emplean como combustible gasoil (conocido mayormente como Diésel). También pueden usar una variante ecológica conocida como biodiesel. Esta clase de motor emplea compresión para el encendido, en vez de una chispa.

Dentro de los cilindros de estos motores, el combustible que es diésel es rociado por unos inyectores. Allí, se inflama con aire comprimido a una temperatura cercana a los 900ºC. La mezcla de aire y diésel produce una explosión expansiva que empuja el pistón y hace que el cigüeñal gire. Giro a giro, este elemento mueve el mecanismo de transmisión.

En el vídeo te explico mejor la gran diferencia entre estos 2 motores.

 

Motores de combustión

La primer maquina térmica la cual posiblemente todos conozcamos es el motor, más específicamente los motores de combustión interna, tienen un lugar muy importante ya que son el corazón de la mayoría de automóviles que diariamente se desplazan por el mundo. Conozcámoslos más a fondo.

El motor de combustión interna es un motor térmico en el que una parte de la energía liberada en quemar el combustible se transforma en trabajo, es decir, en movimiento. El motor diésel y el motor de explosión son dos ejemplos. Los gases producidos por el motor se expulsan fuera del vehículo a través del tubo de escape.

No obstante, la eficiencia de los motores ha aumentado de una manera muy importante en las últimas décadas: los vehículos que se fabrican hoy en día consumen unos 4-5 litros de gasolina cada 100 Km a más velocidad, más consumo, a diferencia de los vehículos de hace unos años que tenían un consumo de hasta 15 litros.

Funcionamiento

La gran mayoría de motores de combustión interna cuentan con cuatro etapas o tiempos, durante su funcionamiento:

• La admisión: Las válvulas de admisión introducen la mezcla de combustible gracias al vació generado por los pistones, durante su recorrido mientras bajan.
• La compresión: Las válvulas se cierran y el pistón vuelve a subir, comprimiendo la mezcla de aire y de combustible. 
• La explosión: Etapa que se produce gracias a la chispa de la bujía, en motores gasolina, o por auto detonación, en los diésel, provocando la detonación.
• El escape: Última etapa en la que las válvulas de escape se abren y se expulsan los gases producidos tras la detonación.

Te dejo un vídeo donde explico mas sencillo esto.