Motor de aire caliente

Termodinámica
El clásico Motor térmico Carnot
Sucursales Clásico Estadística Producto químico Equilibrio/ Non-equilibrio
Leyes Zeroth Primero Segundo Tercera
Sistemas Estado Ecuación de estado Gas ideal Gas real Estado de la materia Equilibrio Control de volumen Instrumentos Procesos de Isobárico Isocórico Isotermo Adiabático Isentrópico Isenthalpic Quasistatic Polytropique Extensión libre Reversibilidad Irreversibilidad Endoreversibility Ciclos Máquinas y motores térmicos Bombas de calor Eficiencia térmica
Propiedades del sistema Nota: Variables conjugadas en cursiva Diagramas de propiedad Propiedades intensivas y extensiva Funciones del estado Temperatura/ Entropía(Introducción) Presión/ Volumen Potencial químico/ Número de la partícula Calidad del vapor Propiedades reducidas Funciones de proceso Trabajo Calor
Propiedades de los materiales Bases de datos de propiedad Capacidad de calor específico $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ Compresibilidad $\beta=-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ Expansión térmica $\alpha=$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
Ecuaciones Teorema de Carnot Teorema de Clausius Relación fundamental Ley del gas ideal Relaciones de Maxwell Relaciones recíprocas de Onsager Ecuaciones de Bridgman Tabla de ecuaciones termodinámicas
Potenciales Energía libre Entropía gratis Energía interna $U(S,V)$ Entalpía $H(S,p)=U+pV$ Energía libre de Helmholtz $A(T,V)=U-TS$ Energía libre de Gibbs $G(T,p)=H-TS$
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Científicos Bernoulli Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson Waterston
Libro: Termodinámica

Ilustración de un motor de aire caliente de baja temperatura diferencial (LTD). 1. pistón de potencia, 2. Frío extremo del cilindro, pistón desplazador 3 4. Extremo caliente del cilindro Q1. Calor, Q2. El calor hacia fuera.

A motor de aire caliente (históricamente llamado un motor de aire o calóricos motor) es motor térmico que utiliza la expansión y contracción de aire bajo la influencia de un cambio de temperatura para convertir energía térmica en trabajo mecánico. Estos motores pueden basarse en una serie de ciclos termodinámicos abarcando ambos dispositivos de ciclo abierto como los de Sir George Cayley y John Ericsson y el motor de ciclo cerrado de Robert Stirling. Motores de aire caliente son distintos del motor de combustión interna basado más conocido y motor de vapor.

En una implementación típica, aire repetidamente es calentado y enfriado en un cilindro y la consiguiente expansión y contracción se utiliza para mover un pistón y los productos útiles trabajo mecánico.

Definición

El término "motor de aire caliente" excluye expresamente cualquier motor realizando un ciclo termodinámico tales como la Ciclo de Rankine, en que el fluido de trabajo experimenta un transición de fase. También se excluyen convencional motores de combustión interna en que se agrega calor al fluido de trabajo por la combustión de combustible dentro del cilindro de trabajo. Tipos de combustión continua tales como George Braytonestá listo del Motor y los relacionados turbina de gas podría considerarse como casos dudosos.

Historia

La propiedad expansiva de aire caliente era conocida por los antiguos. Héroe de Alejandríaes Pneumatica describe los dispositivos que podrían utilizarse para abrir automáticamente las puertas del templo cuando se encendió un fuego en un altar de sacrificio. Dispositivos llamados motores de aire caliente, o simplemente motores de aire, se han registrado desde 1699, en la época cuando el leyes de los gases fueron establecidas primero y primeras patentes entre los Henry Wood, Vicario de alta Ercall cerca Coalbrookdale Shropshire (Inglés 739 patente de 1759) y Thomas Mead, un ingeniero de Sculcoats Yorkshire (Inglés 979 patente de 1791), el último en particular que contiene los elementos esenciales de un desplazador tipo de motor (Mead denomina al Transferista). Es improbable que cualquiera de estas patentes resultó en un motor real y el ejemplo más temprano viable era probablemente el ciclo abierto horno motor de gas del inventor inglés Sir George Cayley c.1807

Es probable que Robert Stirlingde motor del aire de 1818, que incorporó su innovador Economizador (patentado en 1816) fue el primer motor de aire puso trabajos prácticos. El economizador, ahora conocido como el regenerador, almacena el calor de la parte caliente del motor como el aire pasa al lado frío y liberado calor para el aire refrigerado como volvió al lado caliente. Esta innovación mejoró la eficacia del motor de Stirling y debe estar presente en cualquier motor de aire que se llama correctamente un Motor Stirling.

Ciclos termodinámicos

Artículo principal: Ciclo termodinámico

Un motor de aire caliente ciclo termodinámico (idealmente) se puede hacer de 3 o más procesos de (típico 4). Los procesos pueden ser cualquiera de estos:

• proceso isotérmico (a temperatura constante, mantenida con el calor agregado o eliminado de una fuente de calor o un lavabo)
• proceso isobárico (a presión constante)
• isométrico Proceso isocórico (a volumen constante)
• proceso adiabático (sin calor es añadido o extraído el fluido de trabajo)
  • proceso isentrópico, proceso adiabático reversible (sin calor es añadido o eliminado desde el fluido de trabajo - y el entropía es constante)
• proceso de isenthalpic (el entalpía es constante)

Algunos ejemplos (no todos los ciclos aire caliente, como se definió anteriormente) son los siguientes:

Ciclo	Proceso 1-2 (Compresión)	Proceso 2-3 (Adición de calor)	Proceso 3-4 (Expansión)	Proceso 4-1 (Rechazo de calor)	Notas
Ciclos de alimentación normalmente con combustión externa - o ciclos de bomba de calor:
Campana Coleman	adiabático	Isobárico	adiabático	Isobárico	Un ciclo de Brayton invertido
Carnot	isentrópico	Isotermo	isentrópico	Isotermo	Motor térmico Carnot
Ericsson	Isotermo	Isobárico	Isotermo	Isobárico	el segundo Ciclo Ericsson desde 1853
Rankine	adiabático	Isobárico	adiabático	Isobárico	Motor de vapor
Higroscópico	adiabático	Isobárico	adiabático	Isobárico	Ciclo higroscópico
Scuderi	adiabático	presión variable y el volumen	adiabático	isocórico
Stirling	Isotermo	isocórico	Isotermo	isocórico	Motor Stirling
Stoddard	adiabático	Isobárico	adiabático	Isobárico
Ciclos de alimentación normalmente con combustión interna:
Brayton	adiabático	Isobárico	adiabático	Isobárico	Motores de jet la versión de combustión externa de este ciclo es conocida como primero Ciclo Ericsson desde 1833
Diesel	adiabático	Isobárico	adiabático	isocórico	Motor diesel
Lenoir	Isobárico	isocórico	adiabático		Chorros de pulso (Nota: proceso 1-2 logra la compresión y el rechazo del calor)
Otto	adiabático	isocórico	adiabático	isocórico	Gasolina / motores de gasolina

Sin embargo, otro ejemplo es el Ciclo Vuilleumier.

Véase también

• Motor de aire caliente termoacústico
• Motor térmico Carnot
• Cronología de la tecnología del motor

Enlaces externos

• Introducción a las máquinas de ciclo Stirling
• Pioneros en diseños de aire del motor (Seleccione el deseado biografía)
• Aparatos para el método de diferenciación de calor Vuilleumier patente

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