Motors per volar

Principi d'acció i reacció

Tu fas força damunt la bola i la bola al seu torn fa força sobre tu en sentit contrari. A aquestes forçes se les anomena acció i reacció.

Un reactor és un motor que es basa en el principi d'acció-reacció.

          ·Coet: és un reactor que porta en un tanc el combustible i en l'altre el comburent, que normalment. Quan s'escalfen, els gasos es dilaten i surten a gran velocitat. Com més velocitat de sortida tinguin els gasos produïts per la combustió (vapor d'aigua) més velocitat tindrà el coet. S'acompleix que:

m aigua· v gas = m aigua · v gas 

Motors d'avions

         ·Turboreactor: L'aire entra aspirat per les hèxils d'un compressor. A la cambra de combustió, l'oxigen de l'aire que entra comprimit reacciona amb el querosè. Els gasos, a altíssimes temperatures de combustió, s'expandeixen i surten per la part posterior a gran velocitat, impulsant l'avió cap endavant.

• Turbofan (ventilador): Són silenciosos. Acom que el fan e´s dins del tub, se sumen dos efectes: un, el ventilador refrigera el turboreactor, i dos, el flux de l'aire és més gran. El moviment de l'avió es deu a l'impuls del ventilador i al des gasos que suerten per la tovera.

• Turbopropulsor: la turbina  de la part posterior fa girar no solament el compressor, sinó l'hèxil davantera exterior. La propulsió té dues causes: els gasos que suerten per la part posterior i l'impuls de les hèxils.

• Estatoreactor: Un tub obert pels dos extrems. L'oxigen de l'aire entra per la part davantera a altes velocitats, i reacciona amb el combustible. Els gasos s'expandeixen a causa de l'enorme calor generada en la combustió que ha provocat la guspira de la bugia, la part posterior a gran volocitat, per la qualcosa el motor és empès cap endavant.

  

• Pulsoreactor: S'instal·len unes vàlvules que permenten l'entrada de l'aire i es tanquen quan explota la mescla. D'aquesta manera evitem el retrocés d'aire cap a l'entrada. Aixó, la combustió es produeix de manera intermitent. Aquesta raó per la qual s'anomena pulsoreacotr. Aquest motors s'instal·len en avions que suporten poc pes i solen volar a cotes baixes. Motor d'engegada.

Qüestionari

7. Quina és la funció dels següents elements: bugia, biela, cigonyal i vàlvula?
Bugia: és l'element que produeix la ignició de la mescla de combustible i aire als cilindres, mitjançant una guspira, d'un motor de combustió interna. 

Cigonyal:  és la peça d'un motor que es tradueix en moviment alternatiu lineal del pistó en la rotació.

Biela: és una peça que es troba subjectada per un dels seus extrems a un èmbol o pistó que realitza un moviment en línia recta, i per l'altre a una manovella.

Vàlvula: és un dispositiu mecànic amb el qual es pot iniciar, aturar o regular la circulació (pas) de líquids o gasos mitjançant una peça movible que obre, tanca o obstrueix de forma parcial un o més orificis o conductes.

11. Quins són i quina funció fan els principals sistemes auxiliars del motor?
Carburació: fa la mescla de gasolina i aire que entra al motor.
Encesa: s'encarrega de produir i gestionar l'encesa de les bugies.
Refrigeració: el motor perquè no el malmeti.
Lubricació: s'encarrega de greixar el motor per reduir el fregament entre les peces.

El motor de gasolina

Les màquines tèrmiques

Les màquines tèrmiques, segons la manera de fer la combustió del combustible, poden ser de dos tipus:

• De combustió externa: el combustible es crema fora del motor, com en el cas d'una màquina de vapor.
• De combustió interna: el combustible es crema dins de la màquina, com en el motor d'un cotxe.

Combustió externa: la màquina de vapor

La màquina de vapor de Watt es va fer molt popular gràcies al tren, als vaixells de vapor i a moltes màquines que van substituir el treball manual. Van sorgir noves professions: miners (es necessitava molt carbó), mecànics, etc., amb la qual cosa va néixer una nova classe social, la classe obrera.

Combustió interna: El motor de quatre temps

Són molt eficients perquè la calor es produeix dins la màquina, i per tant hi ha menys pèrdues d'energia.

    ·Dels motors de combustió interna, el més utilitzat és el motor de quatre temps, que és el que fan servir la majoria dels cotxes. Perquè un motor generi energia necessita el combustible i l'aire (que té oxigen, gas necessari per cremar el combustible). S'anomena motor de quatre temps perquè té quatre fases ben diferenciades.

1.ADMISSIÓ

La vàlvula A s'obre; entren l'aire i el combustible (gasolina polvoritzada) al cilindre. Baixa al pistó. Quan baixa el pistó, es fa el buit i ajuda la mescla a entrar millor.

2. COMPRESSIÓ

En pujar el pistó, es tanquen les vàvules A i E es comprimeix la mescla. Perquè el pistó pugi la primera vegada cal l'ajuda d'un motor d'engegada alimentat per la bateria del cotxe. Després puja per l'inercia de gir del cigonyal.

3. EXPLOSIÓ

La bugia desprèn una guspira que fa explotar la mescla. Els gasos molt calents s'expandeixen i fan baixar el pistó.

4. ESCAPAMENT

S'obre la vàlvula E, quan puja expulsa els gasos produïts en la combustió a través d'aquesta vàlvula. Els gasos passen al tub d'escapament, que els envia a l'exterior. Torna a començar el cicle admissió-compressió-explossió-escapament, i així sempre.

Jclic: Mecanismes i màquines

Recorte del Jclic...

Gif Animator

Mecanismes de transformació de moviment cricular alternatiu

     -Biela-manovella: format per dues barres articulades, de manera que una gira i l'altra es desplaça per una quia. La barra que gira s'anomena manovella i l'altra, biela.

     -Excèntica: és una roda que té una barra rígida en un punt del seu perímetre. 

     -El cigonyal: és un sistema format per la unió de moltes manovelles acoblades a les seves bieles corresponents.

     -Lleva i sguidor. La lleva: és un dispositiu que quan gira és capaç d'accionar un element al qual no està unit i moure'l de manera alternativa.

Mecanismes de transformació

Pinyó-cremallera i cargol-femella: per transformacions del moviment circular en lineal o de lineal a circular.

Biela-manovella, excèntrica, cigonyal i lleva: per a transformacions de moviment circular en alternatiu.

     -Pinyó cremallera: Per un pinyó i una barra dentada. Les dents del pinyó engranen en les de la barra i produeix un desplaçament.

     -Cargol-femella: Format per un cargol i una femella amb la mateixa rosca. Si es gira la femella es gira sobre el cargol, i a l'inrevés.

Mecanismes de transmissió -2

Transmissió per corretja
És un mecanisme format per una corretja que condueix el moviment d'una politja a una altra.

Transmissió per cadena
És un mecanisme format per una cadena i rodes dentades.

Cargol sense fi
És una altra forma de transmissió de moviments, però entre eixos que són perpendiculars entre ells.

Trens de mecanismes
Són la unió de diversos mecanismes simples.
Sistema de transmissió reductor
Cal que la politja i un engranatge estiguin en el mateix eix i girin a la mateixa velocitat; es a dir, que siguin solidaris.

Tren de politges
Es pot fer amb unes quantes politges unides amb corretja.

Tren d'engranatges
Per augmentar la velocitat d'un mecanisme farem servir uns quants engranatges o politges acoblades, passant de mida més a gran a mida més petita.

Activitats, mecanismes i màquines

3. Indica els mecanismes simples que hi ha en els objectes següents:
a) Gavinet: Tascó

b) Broca de fer forats: Cargol

c) Punta de fletxa:Tascó

d) Tenalles:Tascó

e) Arada:Tascó

f) Espiral:Cargol

g) Persiana:Cargol

h) Interruptor elèctric:Tascó



26. Indica la força que cal fer en cadascun dels casos següents:

a) F=R

R=100N

b) P=R/3n  P=6000/3·3

P=666'6

28. Si vull empènyer un cotxe que pesa 8000N per una pujada que té 100m de longitud i 1m d'altura, podré fer-ho si empenyo amb una força de 300N? NO

F·b=R·a

F·100=8000·1

F=8000/100

F=80N

22. Observa el sistema de transmissió de la figura i respon les preguntes:

d) Si fa 6 voltes, quantes voltes fa 2? Z1·W1=Z2·W2

W2=Z1·W1/Z2

W2=4·6/16

W2= 1'5 rpm

Mecanismes de transmissió

Les màquines més complexes es caracteritzen pel fet de tenir moviment. El moviment del motor es un mecanisme de transició.

Transmissió per engranatge

Són rodes que tenen dents en tot el perímetre extern i encaixen les unes amb les altres.

Transmissió per corretja

Transmet el moviment d'una politja a l'altra.

Transmissió per cadena i pinyó

Les baules d'una cadena s'acoblem a les dents d'una roda.

Pla inclinat, tascó i cargol

Pla inclinat
El pla inclinat és una rampa que serveix per elevar càrregues fent menys esforços.

F·b=R·a

Tascó

El tascó és un pla inclinat doble en el qual la força que s'aplica perpendicular a la base es transmet multiplicada a les acres del tascó.

Cargol

El cargol és un pla inclinat, però enrotllat sobre un cilindre. Quan s'aplica la pressió i es cargola és multiplica la pressió.

Politges i polispastos

La politja és una palanca de primer grau. Consisteix en una roda de superfície lateral amb forma de canal per on s'introdueix una corda o una corretja.


Un polispat és un conjunt de politges combinades de tal manera que poden elevar una gran pes fent molta poca força.