MOTOR DE EXPLOSIÓN DE EXPANSIÓN PROLONGADA - Aeipro

9.- Funcionamiento de los turbocompresores.-
CICLOS DE TURBOCOMPRESIÓN
Presión (Bares) Presión (Bares)
2
1
W
TRABAJO CONSUMIDO
POR EL COMPRESOR
10 20 Volumen
CICLO COMPRESOR CENTRIFUGO
2
1
W
TRABAJO PRODUCIDO
POR LA TURBINA
10 20 30 40
CICLO TURBINA
Fig 12 Diagrama P-V del compresor y de la turbina.
Volumen
En la Fig. 12 tenemos los diagramas teóricos P-V (presión-volumen) tanto del compresor,
como de la turbina que lo mueve. Las superficies rayadas representan el trabajo solamente
si las transformaciones son isoentrópicas, en la realidad estas no lo son aunque se
aproximen a serlo. Como podemos observar la superficie correspondiente a la turbina es
mucho mayor que la del compresor.
El turbocompresor es muy similar a una turbina de gas, comprime el aire, lo recoge,
procedente del motor de pistón, a una temperatura mayor y a una presión próxima a aquella
a la que la había entregado, lo expansiona hasta la presión atmosférica, y lo expulsa al
exterior.
Lo anterior nos lleva a pensar que el turbocompresor puede entregar energía al exterior, al
igual a como lo hace una turbina de gas.
Aunque supongo que los fabricantes de turbocompresores, tienen trabajo y dificultades de
diseño de los mismos, para conseguir un buen diseño y un buen acoplamiento del mismo al
motor de pistones, al menos, en teoría, es posible hacerlo mejor. Existen al menos dos
sistemas:
• Colocando en el eje de la turbina un minialternador, de gran frecuencia, que produzca
energía eléctrica, y que incluso en momentos puntuales trabaje como motor.
• Entregando el aire al motor a una presión mayor a la luego le es devuelta por él.
También es posible hacer que el compresor tenga dos salidas de aire, yendo una al motor
principal y la otra a un intercambiador de calor, en el cual se caliente y finalmente a la
turbina donde se expansione, los gases salientes de la turbina irían al intercambiador de
calor ya que su temperatura es superior a la del aire comprimido. Este ciclo auxiliar
produciría un trabajo neto que ayudaría a soplar a mayor presión, o a suministrar energía
eléctrica a través de un alternador.
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