Motores de combustión externa vs. combustión interna

Explique las diferencias entre los motores de combustión externa y los de combustión interna.

Según el lugar donde se quema el combustible los motores térmicos se clasifican en motores de combustión externa y motores de combustión interna.

• Motores de combustión externa: la combustiónse realiza fuera de la máquina, generalmente para calentar agua que, en forma de vapor, será la que realice el trabajo. Ej: máquina de vapor. Los motores de combustión externa también pueden utilizar gas como fluido de trabajo (aire, H₂ y He) como en el motor Stirling.

• Motores de combustión interna: queman el combustible en una cámara interna al propio motor. Los gases generados causan por expansión el movimiento de los mecanismos del motor. Según la forma en qué se obtiene la energía mecánica, los motores de combustión interna se pueden clasificar en motores alternativos y rotativos.

Eficiencia en una bomba de calor

Relacione el valor de eficiencia de una bomba de calor con la diferencia de temperatura del foco caliente y del foco frío.

La eficiencia de una bomba de calor es:

Si la bomba de calor cumple con el ciclo teórico de Carnot se verifica que:Conclusión: a mayor diferencia de temperatura entre los dos focos, la eficiencia será menor y por el contrario a menor diferencia de temperatura entre los dos focos, la eficiencia será mayor.

Posición válvulas motor 4T

Para un motor de cuatro tiempos, cite el nombre de cada uno de los tiempos y el estado o posición de las válvulas en cada una de las etapas o tiempos.

• Admisión: válvula de admisión abierta y válvula de escape cerrada.
• Compresión: las dos válvulas permanecen cerradas.
• Expansión: las dos válvulas permanecen cerradas.
• Escape: válvula de admisión cerrada y de escape abierta.

Válvula 5/2 accionada neumáticamente, cilindro de doble efecto y una válvula “AND”.

Dibujar los símbolos de los siguientes elementos neumáticos, explicando brevemente su funcionamiento: válvula 5/2 accionada neumáticamente en ambos sentidos, cilindro de doble efecto y una válvula “AND” o de simultaneidad. (Selectividad Andalucía 2016).

Válvula 5/2 accionada neumáticamente en ambos sentidos

Estas válvulas, de cinco vías y dos posiciones, se pueden considerar como una ampliación de las válvulas 4/2. La diferencia consiste en que las válvulas 5/2 poseen una vía más, con lo que el escape de un cilindro de doble efecto puede ser independiente para cada lado, y pueden realizar otras funciones de mando.

Cilindro de doble efecto

Válvula antirretorno y válvula reguladora de caudal

Explicar brevemente cómo funciona una válvula antirretorno y una válvula reguladora de caudal. Dibujar los símbolos correspondientes (Selectividad Andalucía 2016).

Válvula antirretorno

La válvula antirretorno es la más simple de todas. Cierra por completo el paso en un sentido y lo deja libre en el contrario.

Válvula reguladora de caudal

Las válvulas reguladoras de flujo ajustan el caudal circulante a un valor fijo o variable. Su principio de funcionamiento es la  estrangulación del aire. Estas válvulas solo pueden reducir la sección de paso del aire, esto es, solo pueden disminuir el caudal circulante.

Existen dos tipos de válvulas de flujo:

1. Válvulas estranguladoras, que actúan sobre el caudal en cualquiera de los dos sentidos de flujo.
2. Válvulas estranguladoras unidireccionales, que actúan sobre el caudal en un solo sentido de flujo.

 

Potencia hidráulica

Indicar cómo se puede calcular la potencia hidráulica en función del caudal, incluyendo todas las unidades de las magnitudes que intervienen en el cálculo (Selectividad Andalucía 2016).

La potencia necesaria en una bomba hidráulica se puede determinar mediante la siguiente fórmula:

Módulo de Young en materiales cerámicos y polímericos

Razonar si el módulo de Young de un material cerámico es, en general, mayor o menor que el de un material polimérico (Selectividad Andalucía 2016).

Un material cerámico es en general frágil, mientras que uno polimérico (plástico) es más dúctil. Por tanto sus diagramas de tracción podrían ser los siguientes:

Las tensiones aplicadas sobre un elemento resistente son directamente proporcionales a las deformaciones producidas, dentro del comportamiento elástico de los materiales.

Si se aplica en el diagrama σ-ε, se obtiene:

En esta representación, el valor de tan α se conoce como módulo elástico o módulo de Young (E), que representa la pendiente de la curva tensión-deformación en la región elástica.

Como se observa en la gráfica anterior la pendiente en un material dúctil (polimérico) es menor que en un material frágil (cerámico) por tanto el módulo de Young en un material cerámico será mayor que en uno polimérico.