Laboratorio de Termodinámica
Recorrido de Laboratorio de Termo-fluidos
Daniel Joel Chacaguasay Valente
Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP)
djchacag@espol.edu.ec
Lista de equipos e instrumentos de medición
Equipos/instrumentos
Aparato medidor de Flujo
Banco de Bomba
Banco de prueba de motor
de cuatro cilindros
Banco de pruebas de
motores de combustión
interna
Descripción
Función
Equipo: Aparato
medidores de flujo
Marca: TECQUIPMEN
Serie: 207
Modelo: H-10
Código ESPOL: 02694
Determinar el caudal de un
fluido
prácticamente
incompresible, como el agua que
pasa por un punto específico en
un sistema. Además, demuestra
diversas situaciones en las que se
emplea la ecuación de Bernoulli.
Equipo: Banco de
bomba
Marca: GILKES
Serie: CE41675
Modelo: GH90
Código ESPOL: 03701
Permite la medición y la
evaluación del rendimiento de
una bomba en condiciones
predefinidas y también posibilita
la simulación de situaciones del
mundo real para comprobar su
funcionamiento.
Equipo: N/A
Marca: CUSSON
Serie: 711M-6015- AA
Modelo: 731M-6059AA Ford4
Código ESPOL: 3051
Función básica, motor a gasolina
de cuatro cilindros, actualmente
no está en funcionamiento.
Equipo: Banco de
pruebas de motores de
combustión interna
Marca: PLINT
PARTNERS
Serie: TE46 4238
Modelo: TE46 4238
Código ESPOL: 2991
Analizar los elementos críticos
que influyen en el rendimiento
de los motores, a través de la
medición de las variables clave
en el proceso, tales como la
temperatura del motor, el
consumo de combustible, la
toma de aire, la medición de
corriente, y otros factores
relevantes.
Banco Hidráulico
Banco Oleo hidráulico
Equipo: N/A
Marca: PETTERS
Serie: 96343-AA1
Modelo: AA-1
Código ESPOL: 9081
Ofrecer un caudal controlado de
agua y un medidor de caudal de
alta precisión para experimentos
relacionados con la mecánica
hidráulica y la mecánica de
fluidos
Equipo: Banco óleo
hidráulico
Marca: SPERRY
VICKERS
Serie: JOC/214
Modelo: 576
Código ESPOL: 03705
Llevar
a
cabo
pruebas,
simulaciones y ajustes en
sistemas
hidráulicos
y
componentes
mecánicos
y
neumáticos que emplean fluidos
bajo presión, como aceites o
líquidos hidráulicos.
Equipo: Barómetro
Marca: CENCO
Serie: M6015-AA
Modelo: 711
Código ESPOL: 3091
Medir la presión atmosférica
Equipo: Caldera
Marca: THOMPSON
Serie: G-2326
Modelo: MINIPAC 3
Código ESPOL: N/A
Elevar la temperatura del agua
hasta su evaporación y aumentar
la presión del vapor resultante.
Luego, se dirige este vapor a una
turbina donde se convierte en
energía cinética, aunque esto
conlleva una disminución de la
presión.
Barómetro
Caldera
Calorímetro
Compresor de Aire de
primera etapa
Compresor de aire de
segunda etapa
Equipo de convección
natural y radiación
Equipo de flujo laminar
Horno eléctrico de
cerámica
Equipo: N/A
Marca: N/A
Serie: N/A
Modelo: N/A
Código ESPOL: N/A
Se utiliza para determinar la
cantidad de calor en un proceso,
además, aislar la muestra dentro
del calorímetro y monitorear los
cambios de temperatura.
Equipo: Compresor de
aire de 1ra etapa
Marca: GILKES
Serie: 41613
Modelo: GT102
Código ESPOL: 03082
Comprime un fluido, como aire o
gas, en una sola etapa, la relación
entre la presión de entrada y la
presión
de
salida
es
relativamente
baja.
Normalmente la presión final
está por debajo de 10 bar.
Equipo: Compresor de
aire de 2Da etapa
Marca: GILKES
Serie: 41614
Modelo: GT102/2
Código ESPOL: 03083
En este caso, se presenta una
segunda etapa de compresión.
Esta permite comprimir el aire a
presiones más altas, lo que
posibilita alcanzar presiones de
salida
considerablemente
elevadas.
Equipo: Equipo de
convección natural y
radiación
Marca: PLINT
PARTNERS
Serie: TE85/4289
Modelo: TE85/4289
Código ESPOL: 3087
Creado con el propósito de
facilitar la comprensión de
estudiantes
en
cuanto
a
conceptos fundamentales como
la convección natural, la
radiación, la emisividad y la
ecuación de Stefan-Boltzmann,
los cuales desempeñan un papel
esencial en la física y la ciencia
de la transferencia de calor.
Equipo: Flujo laminar y
turbulento
Marca: PLINT
PARTNERS
Serie: TE64/4172
Modelo: TE64/4172
Código ESPOL: 02691
Facilita el movimiento de las
partículas en capas paralelas o
láminas, sin que interfieran en el
recorrido
de
las
demás
partículas.
Equipo: N/A
Marca: N/A
Serie: N/A
Modelo: N/A
Permite calentar y secar materias
primas, pero es poco eficiente.
Código ESPOL: N/A
Horno por circulación de
aire
Equipo: N/A
Marca: N/A
Serie: N/A
Modelo: N/A
Código ESPOL: N/A
Se
caracteriza por su
uniformidad de temperatura
extremadamente alta, permite
llevar a cabo procesos de
calentamiento,
secado
y
deshidratación de materias
primas.
Equipo: Intercambiador
de Calor con medidor de
flujo
Marca: WARD HEAT
Serie: NF2301-150
Modelo: 510-0321
Código ESPOL: 2975
Permite a los estudiantes realizar
una evaluación rápida de los
coeficientes de transferencia de
calor mediante convección
forzada. Esto se logra al observar
la rapidez con la que un objeto
con capacidad térmica conocida
se enfría en un flujo de aire.
Equipo: Motor de 4
tiempos a Diesel
Marca: PETTERS
Serie: 96543-AA1
Modelo: AA-1
Código ESPOL: 3064
Permite el análisis del torque y la
revolución del motor.
Super calentador con panel Equipo: Super
calentador con panel de
de control y motor
control y motor
Elevar la temperatura del vapor
que ha sido previamente
generado en la caldera. Además,
Intercambiador de Calor
con medidor de flujo
Motor Diesel
Marca: NUMAY
Serie: 240460-35
Modelo: CIT
Código ESPOL: 2964
el supercalentador juega un
papel esencial al proporcionar
vapor a la turbina que está exento
de humedad y en estado seco.
Equipo: Túnel de humo
Marca: PLINT
PARTNERS
Serie: TE80/4106
Modelo: TE80/4106
Código ESPOL: 02699
Utilizada para visualizar y
estudiar el flujo de aire o gases,
como el humo.
Túnel de humo
Túnel de Viento
Equipo: N/A
Marca: N/A
Serie: N/A
Modelo: N/A
Código ESPOL: N/A
Túnel subsónico de viento
Túnel supersónico de
viento
Turbina Pelton
Equipo: N/A
Marca: AEROVENT
Serie: 1-70351
Modelo: TC222
Código ESPOL: 02689
Creada con el propósito de
contribuir al análisis de cómo el
aire interactúa con objetos
sólidos
al
simular
las
condiciones reales que estos
objetos
experimentan
en
funcionamiento.
Diseñada para realizar pruebas y
experimentos en condiciones de
flujo de aire a velocidades
subsónicas, es decir, por debajo
de la velocidad del sonido en el
aire (Mach 1).
Equipo: Túnel
supersónico de viento
Marca: GILKES
Serie: 41763
Modelo: GA10
Código ESPOL: 02690
Diseñada con el propósito de
investigar y emular patrones de
flujo de aire a velocidades que
superan la velocidad del sonido
en
la
atmósfera
(aproximadamente Mach 1 a
nivel del mar).
Equipo: Turbina Pelton
Marca: GILKES
Serie: GH-53
Modelo: 41611
Código ESPOL:
020698
Convertir la energía cinética del
agua en energía mecánica
rotativa
y
utilizado
principalmente en aplicaciones
de generación de energía
hidroeléctrica
Turbinas hidráulicas de
acción
Equipo: N/A
Marca: N/A
Serie: N/A
Modelo: N/A
Código ESPOL: N/A
Unidad de demostración de
bomba de embolo
Equipo: N/A
Marca: N/A
Serie: N/A
Modelo: N/A
Código ESPOL: N/A
Unidad de demostración de
Ventilación Axial
Equipo: N/A
Marca: N/A
Serie: N/A
Modelo: N/A
Código ESPOL: N/A
Transformar la energía cinética
del agua en energía mecánica.
Medir, en cada ciclo de bombeo,
los siguientes parámetros:
1. La distancia recorrida
por el émbolo.
2. La presión en el cilindro.
3. La presión en la salida
de la bomba.
El ventilador axial genera un
flujo de gas mediante la acción
de las palas giratorias que
trabajan en paralelo al eje de
rotación, aplicando fuerzas de
inercia.
Croquis
Turbo
reactor
Barómetro
Horno por
circulación de
aire
Horno eléctrico
de cerámica
Equipos para
prácticas térmicas
y de transferencia
Banco de
pruebas de
motores de
combustión
interna
Banco de prueba
de motor de
cuatro cilindros
Intercambiador
de Calor con
medidor de flujo
Equipos
para
prácticas
hidrodiná
micas
Compresor de
aire de
segunda etapa
Túnel subsónico
de viento
Equipo de
convección natural
y radiación
Depósi
to de
Diesel
Caldera
Motor
Diesel
Banco de
bomba
Banco
hidráulico
Túnel
supersónico
de viento
Motor Diesel
Entrada
Unidad de demostración
de bomba de embolo
Turbina
Pelton
Túnel de
viento
Termo
cupla
Super
calentador
con panel de
control y
motor
Túnel de
viento
Compresor de
aire de
primera etapa
Aparato
medidor de
flujo
Turbinas
hidráulicas
de acción
Banco Oleo
hidráulico
Unidad
de
demostr
ación
de
Ventila
ción
Axial
Equipo
de flujo
laminar
Túnel de
humo
Principales equipos
-CALDERA
Una caldera es un recipiente metálico hermético que se utiliza para generar vapor o calentar agua
elevando su temperatura por encima de la del ambiente, manteniendo una presión superior a la
atmosférica.
Según (López, s.f.), el ciclo Rankine es un proceso termodinámico utilizado en centrales térmicas.
Este ciclo se inicia calentando agua en una caldera, generando vapor como resultado de la
evaporación. Este vapor luego es dirigido a una turbina, donde su energía se convierte en energía
cinética, aunque este evento implica una disminución de la presión del vapor.
El vapor condensado llega luego a un condensador, donde se transforma nuevamente en estado
líquido. Luego, este líquido se conduce a una bomba que aumenta su presión, permitiendo que el
fluido regrese a la caldera.
El proceso de generación del ciclo de Rankine se puede resumir técnicamente en cuatro etapas.
Primero, se realiza una compresión isentrópica en una bomba, lo que implica una relación entre las
energías reales y las energías ideales en la bomba. Luego se añade calor de manera constante a la
caldera bajo presión. Este calor luego se expande isentrópicamente en la turbina. Finalmente, se
produce una liberación controlada del calor previamente aplicado y mantenido bajo presión en el
condensador.
Figura 1 Ciclo Rankine
Componentes de una caldera
En líneas generales, (Puigdollers et al., s/f), señala que, todas las calderas están compuestas por los
siguientes elementos que se puede observar en la Figura 2:

Quemador: Este dispositivo se utiliza para incinerar el combustible y generar una llama.

Hogar o cámara de combustión: Aquí se ubica el quemador, y es el lugar donde tiene lugar
la combustión del combustible, produciendo gases calientes. Las temperaturas alcanzan
valores cercanos a los 2000 ºC.

Tubos de transferencia de calor: Estos tubos permiten que el calor fluya desde los gases
resultantes de la combustión hacia el fluido caloportador. A menudo, cuentan con elementos
o diseños especiales, como retardadores, para mejorar la eficiencia de la transferencia de
calor entre los gases y el fluido.

Chimenea: Funciona como un conducto de escape para los humos y gases de combustión
después de que han cedido su calor al fluido caloportador. La mayoría de las veces, su
diseño es vertical y está protegido con aislamiento resistente.

Salida de fluido caliente: A partir de este punto, el vapor o el fluido caliente se encaminan
hacia los puntos donde se utiliza en la instalación.

Bomba: Este equipo tiene la responsabilidad de inyectar el fluido frío en estado líquido en
la caldera, reemplazando el volumen de fluido caliente que ha salido. Para garantizar un
funcionamiento eficiente, es aconsejable que el fluido frío ingrese a la caldera a una
temperatura superior al ambiente. En cuanto a las calderas de vapor y agua sobrecalentada,
se recomienda mantener la temperatura del agua de alimentación en un rango óptimo de
102 a 105 ºC, evitando en todo momento que descienda por debajo de los 60 ºC.

Carcasa: La carcasa alberga el hogar y el sistema de tubos de transferencia de calor. Por lo
general, está recubierta con un aislamiento térmico con el propósito de reducir las pérdidas
de calor y proporcionar protección a los operadores contra posibles quemaduras.
Figura 2 Componentes de una caldera
Existen dos principales tipos de calderas:
Figura 3 caldera acuotubular (izquierda) y de caldera pirotubular de dos pasos de humo (derecha)
Pirotubulares o de tubos de humos
De acuerdo con (Puigdollers et al., s/f) , señala que, las calderas pirotubulares son aquellas en las
que los gases de combustión circulan a través de los tubos inmersos en agua. Estas calderas se
utilizan cuando la presión de trabajo es menor a 22 bar y tienen la capacidad de calentar grandes
volúmenes de agua, lo que las hace adaptables a las variaciones en la demanda de vapor en la
instalación. A pesar de que requieren más tiempo para alcanzar la presión de funcionamiento,
tienen requisitos de calidad de agua de alimentación considerablemente inferiores. Estas calderas
se pueden clasificar en dos categorías según la orientación de sus tubos:
I.
II.
Calderas verticales, que pueden ser de dos tipos con relación a la inmersión de los tubos:
a) Con tubos semisumergidos, donde los tubos no se encuentran completamente
sumergidos en agua.
b) Con tubos totalmente sumergidos, donde todos los tubos están completamente cubiertos
por el agua.
Calderas horizontales con múltiples tubos de humo, un hogar interno y uno o dos sistemas
de retorno, que se conocen comúnmente como calderas escocesas. Estas calderas son
ampliamente utilizadas. Pueden funcionar con distintos tipos de combustibles, incluyendo
carbón, leña o quemadores de petróleo, al igual que otros tipos de calderas.
Ventajas:
- Se caracterizan por un costo inicial inferior, ya que su diseño es más sencillo en comparación con
las calderas acuotubulares de igual capacidad.
- Ofrecen una mayor flexibilidad operativa, ya que el amplio volumen de agua puede absorber con
facilidad las variaciones en la demanda de vapor.
- Tienen requisitos de pureza de agua menos rigurosos, ya que las incrustaciones que se forman en
el exterior de los tubos son más susceptibles a ser tratadas y eliminadas mediante purgas.
- Son más fáciles de inspeccionar, reparar y limpiar.
Desventajas:
- Tienen dimensiones y peso mayores en comparación con las calderas acuotubulares de igual
capacidad.
- Requieren más tiempo para alcanzar la presión de funcionamiento y comenzar a operar.
- Representan un riesgo considerable en caso de explosión o ruptura debido al considerable
volumen de agua almacenado en su interior.
- No son adecuadas para aplicaciones que involucran altas presiones.
Acuotubulares o de tubos de agua
Las calderas acuotubulares son aquellas en las que el fluido que se va a calentar fluye a través de
los tubos, mientras que los gases de combustión circulan en el exterior de estos. Estas calderas se
emplean en situaciones que requieren presiones de trabajo elevadas, superiores a 22 bar, y para
calentar volúmenes reducidos de agua. Dado que el agua fluye a velocidades considerables en su
interior, la transferencia de calor es eficiente y tienen la capacidad de generar vapor de manera
efectiva. No obstante, es importante garantizar la alta pureza del agua de alimentación para prevenir
la formación de incrustaciones en los tubos y su posible deterioro. Estas calderas suelen ser más
costosas y, debido a su pequeño volumen de agua, son menos adecuadas para hacer frente a
variaciones significativas en el consumo de vapor, (Puigdollers et al., s/f).
Ventajas:
- Tienen un peso menor por unidad de potencia generada.
- Pueden arrancar rápidamente debido a su pequeño volumen de agua en comparación con su
capacidad de generación de vapor.
- Ofrecen una mayor seguridad en aplicaciones de altas presiones.
- Logran una eficiencia superior.
- Son intrínsecamente seguras y no explosivas.
Desventajas:
- Tienen un costo más elevado.
- Requieren un suministro de agua de alta pureza, ya que las incrustaciones en el interior de los
tubos, a veces, resultan inaccesibles y pueden causar daños.
- Debido a su reducido volumen de agua, les resulta más complicado adaptarse a las variaciones
significativas en la demanda de vapor, lo que a menudo exige operar a una presión más alta de la
necesaria en aplicaciones industriales.
-Compresor
Los compresores son máquinas cuya principal función es proporcionar energía a los fluidos
compresibles, como gases y vapores, con el fin de aumentar tanto su flujo como su presión. Esto
los diferencia de las soplantes y ventiladores, que manipulan grandes volúmenes de fluidos
compresibles, como el aire, sin realizar cambios sustanciales en su presión. En cambio, los
compresores admiten un gas o vapor a una presión inicial 𝑃1 y lo expulsan a una presión superior
𝑃2 , lo que requiere la aportación de energía proporcionada por un motor eléctrico o una turbina de
vapor.
Figura 4 Descripción del proceso de operación de un compresor de tipo alternativo, así como los componentes que conforman un
compresor hermético.
Los compresores de pistón son dispositivos diseñados para comprimir aire u otros gases mediante
el movimiento alternativo de un pistón dentro de un cilindro. La distinción principal entre los
compresores de una etapa y los de dos etapas radica en el número de compresiones que se realizan
antes de liberar el aire comprimido, (Ecuador, 2023).
Los compresores de una etapa consisten principalmente en un cárter que alberga un cigüeñal, un
pistón y un cilindro. Para su enfriamiento, disponen de aletas en la parte externa que disipan el
calor a través de procesos de radiación y convección. En este tipo de compresor, el aire se comprime
una sola vez en un solo ciclo ascendente y descendente del pistón antes de su liberación, (Inducom
Ecuador, 2023).
Por otro lado, los compresores de dos etapas realizan la compresión del aire en dos etapas
distintas. En primer lugar, se somete a una compresión inicial de baja presión en la primera etapa,
luego se dirige a una segunda etapa de alta presión, donde se comprime aún más antes de ser
liberado.
Funcionamiento de los Compresores de Pistón de 1 y 2 Etapas:
Compresor de 1 Etapa:



El pistón se desplaza hacia abajo, creando un espacio vacío en el cilindro que permite la entrada
de aire.
Luego, el pistón asciende, comprimiendo el aire en el cilindro.
Finalmente, el aire comprimido se libera para su uso.
Compresor de 2 Etapas:


En la primera etapa, el pistón se mueve hacia abajo, admitiendo aire y efectuando una
compresión inicial.
Posteriormente, el aire parcialmente comprimido se dirige a la segunda etapa, donde se somete
a una compresión adicional antes de su liberación.
(Inducom Ecuador, 2023), indica que, la principal diferencia entre los compresores de una y dos
etapas se refiere a la presión que pueden alcanzar:
Compresor de 1 Etapa: Estos compresores son idóneos para tareas que requieren presiones
moderadas, por lo general, hasta aproximadamente 150 psi (libras por pulgada cuadrada).
Compresor de 2 Etapas: Los compresores de dos etapas tienen la capacidad de alcanzar presiones
significativamente más altas, a menudo superiores a 150 psi. Son ideales para aplicaciones de alta
presión, como la industria de la construcción, la manufactura y otras aplicaciones que requieren
niveles elevados de presión.
Aplicaciones:
Compresor de 1 Etapa: Son apropiados para tareas como el inflado de neumáticos, la utilización de
pistolas de aire para pintura, herramientas neumáticas de baja presión y aplicaciones similares.
Compresor de 2 Etapas: Se emplean en aplicaciones que demandan altas presiones, como
herramientas neumáticas de alta potencia, sistemas de aire comprimido en la industria pesada y
operaciones de perforación, entre otras.
-Calorímetro
Según (The Editors of Encyclopedia Britannica, 2022), menciona que, un calorímetro es un
instrumento utilizado para determinar la cantidad de calor generado en una reacción, ya sea de
naturaleza mecánica, eléctrica o química, y para calcular la capacidad de retención de calor de
diferentes materiales.
(Flowers et al., 2019), ejemplifica que, en el caso de una reacción exotérmica que ocurre en una
solución dentro de un calorímetro, el calor generado por la reacción se transfiere a la solución,
provocando un aumento en su temperatura. Por otro lado, en el caso de una reacción endotérmica,
el calor necesario se toma de la energía térmica de la solución, lo que resulta en una disminución
de su temperatura (como se muestra en la Figura 5). La variación de temperatura, junto con las
propiedades de calor específico y la masa de la solución, se pueden utilizar para calcular la cantidad
de calor involucrada en cualquiera de estos escenarios.
Figura 5 En una determinación calorimétrica, (a) se produce un proceso exotérmico y el calor, q, es negativo, lo que indica que la
energía térmica se transfiere del sistema a su entorno, o (b) se produce un proceso endotérmico y el calor, q, es positivo, lo que
indica que la energía térmica se transfiere del entorno al sistema.
Por otro lado, (Flowers et al., 2019), afirma que, una técnica empleada para cuantificar la cantidad
de calor involucrada en una reacción física o química se conoce como calorimetría. En este proceso,
se mide el calor transferido entre una sustancia y un objeto calibrado llamado calorímetro. El
cambio en la temperatura registrado por el calorímetro se utiliza para calcular la cantidad de calor
involucrada en la reacción en estudio. Para llevar a cabo esta medición de la transferencia de calor,
es necesario definir un sistema (las sustancias que experimentan el cambio) y su entorno (todas las
demás sustancias, incluyendo los componentes del dispositivo de medición, que interactúan
transfiriendo o absorbiendo calor del sistema).
Según (Das, 2022), señala que El calorímetro se basa en el principio de la Ley de Conservación de
la Energía. Significa que, cuando un objeto de alta temperatura entra en contacto con un objeto de
baja temperatura, se logra la transferencia de calor hasta el momento en que tanto los objetos de
alta como los de baja temperatura entran en equilibrio. Simplemente significa que el calor que se
pierde es igual al calor que se gana.
𝑃é𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 = 𝐺𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟
Figura 6 Principio de la calorimetría.
(Das, 2022), indica que, el calorímetro consta de un recipiente metálico y un dispositivo agitador,
ambos fabricados con el mismo material, como cobre o aluminio. Este recipiente se aloja dentro
de una cubierta de madera que incluye un material aislante del calor, como vidrio o lana, con el
propósito de funcionar como un escudo térmico y reducir al mínimo la disipación de calor desde
el recipiente interno. En este sistema, se dispone de una abertura a través de la cual se introduce
un termómetro de mercurio.
Figura 7 Estructura del calorímetro.
Como dice el principio de la calorimetría, la pérdida de calor es igual al calor ganado.
Por lo tanto, la transferencia de calor se mide como 𝑄 = 𝑚𝐶𝛥𝑇
Dónde

𝑄 es el calor evolucionado, (calor absorbido – calor liberado) en Jules (J)

𝑚 es la masa en kilogramos (Kg)

𝐶 es la capacidad calorífica específica en J/kg⋅°C (o J/kg⋅Δun)

𝛥𝑇 es el cambio de temperatura en °C (o Δun)
-Motor de combustión
A continuación, (Internal combustion engine basics, s/f), indica que, La combustión, es el proceso
químico fundamental de liberación de energía a partir de una mezcla de combustible y aire. En un
motor de combustión interna (ICE), la ignición y la quema del combustible ocurren dentro del
propio motor. Luego, el motor convierte parte de la energía generada por la combustión en trabajo.
Este motor consta de un cilindro estacionario y un pistón móvil. Los gases de combustión que se
expanden empujan el pistón, lo que a su vez hace girar el cigüeñal. Por último, mediante un
conjunto de engranajes en la transmisión, este movimiento se transmite a las ruedas del vehículo
para propulsarlo.
En la actualidad, se fabrican dos variantes de motores de combustión interna: el motor de gasolina
que se enciende mediante una chispa y el motor diésel que se enciende a través de la compresión.
La mayoría de estos motores funcionan según un ciclo de cuatro tiempos, lo que significa que se
necesitan cuatro movimientos del pistón para completar un ciclo. Este ciclo abarca cuatro fases
distintas: admisión, compresión, combustión y carrera de potencia, y escape. La diferencia entre
los motores de gasolina de encendido por chispa y los motores diésel de encendido por compresión
radica en la forma en que se suministra y enciende el combustible. En un motor de encendido por
chispa, se mezcla el combustible con el aire y luego se introduce en el cilindro durante el proceso
de admisión. Después de que el pistón comprime la mezcla de combustible y aire, se enciende con
una chispa, desencadenando la combustión. La expansión de los gases de combustión impulsa el
pistón durante la carrera de potencia. En cambio, en un motor diésel, solo se introduce aire en el
motor y se comprime. Luego, los motores diésel rocían el combustible en el aire comprimido
caliente a una velocidad y cantidad adecuadas, lo que provoca su ignición, (Internal combustion
engine basics, s/f).
Figura 8 Motor básico de combustión interna.
(Internal combustion engine - Energy Education, s/f), señala que, los motores térmicos de
combustión interna pueden comprenderse a través de la aplicación de la ley de los gases ideales:
cuando se incrementa la temperatura de un gas, su presión aumenta, lo que provoca un deseo de
expansión en el gas. En un motor de combustión interna, se introduce combustible en una cámara
y se enciende para elevar la temperatura del gas.
El aporte de calor al sistema induce la expansión del gas en su interior, lo que resulta en el
desplazamiento del pistón en el caso de un motor de pistón (ver Figura 9). Al conectar el pistón a
un cigüeñal, el motor puede transformar parte de la energía suministrada al sistema en trabajo útil.
Para volver a comprimir el pistón en un motor de combustión intermitente, se elimina el gas del
sistema, y un dispositivo de disipación de calor mantiene la temperatura del sistema constante,
(Internal combustion engine - Energy Education, s/f).
Figura 9 Motor de combustión interna de 4 tiempos.
Importancia del laboratorio
En primer lugar, se destaca la importancia de la visita al laboratorio desde la perspectiva del
estudiante, ya que esta experiencia brinda la oportunidad de familiarizarse con la disposición y
ubicación de los equipos presentes en dicho entorno. Esta familiaridad es esencial para facilitar el
posicionamiento de los equipos en la práctica de laboratorio. Además, el recorrido proporciona una
comprensión detallada de la descripción y el funcionamiento de cada aparato, lo que contribuye en
gran medida a la adquisición de los conocimientos prácticos necesarios para llevar a cabo
experimentos exitosos. En segundo lugar, la visita al laboratorio también proporciona un valioso
conocimiento sobre las normas de seguridad que deben seguirse estrictamente para la corrección
de cada equipo durante la práctica de laboratorio. Comprender las precauciones y medidas de
seguridad que se deben seguir en el laboratorio es esencial para prevenir accidentes y mantener un
entorno de trabajo seguro y eficiente. Por último, los laboratorios juegan un papel importante en el
aprendizaje de los estudiantes, ya que les permiten aplicar conceptos y teorías a la práctica
aprendida en la parte académica. No basta con tener conocimientos teóricos; Este conocimiento
debe aplicarse a situaciones de la vida real para obtener una comprensión profunda y adquirir
habilidades prácticas.
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