¿Qué es una cámara de combustión?
Una cámara de combustión es el área de un motor donde se quema combustible. En un motor de combustión interna, el combustible se quema en el espacio directamente encima de sus pistones. Los motores de combustión interna se utilizan ampliamente en vehículos pequeños y móviles. En el motor de combustión externa, el combustible se quema en un espacio físicamente separado de las paredes de sus cilindros. Los motores de combustión externa se utilizaron ampliamente en el siglo XIX para impulsar grandes barcos de vapor y trenes.
La cámara de combustión de un motor de combustión interna está limitada en parte por la superficie de un pistón. Cuando se enciende combustible en esta cámara de combustión, los gases calientes pueden actuar directamente sobre el pistón para empujarlo hacia abajo. Dado que la presión del gas es alta, se expande rápidamente para seguir el pistón y continuar presionándolo. Para cuando la presión del gas vuelve a ser baja, el gas ha empujado el pistón a su posición inferior. Un cigüeñal conectado a los pistones girará cuando los pistones oscilen.
Una aplicación generalizada del motor de combustión interna es la potencia para vehículos móviles, como automóviles, barcos y aviones de hélice. El calor en una cámara de combustión interna se crea dentro del propio motor, por lo que puede actuar rápidamente sobre los pistones del motor. Esta eficiencia relativa permite que los motores de combustión interna sean más pequeños y ligeros que sus homólogos de combustión externa. Por esta razón, los motores de combustión interna se utilizan ampliamente para aplicaciones móviles con necesidades de energía relativamente bajas.
La máquina de vapor, por otro lado, es una máquina de combustión externa. Esto significa que la cámara de combustión se encuentra fuera de los cilindros. Los motores de combustión externa requieren transferencia de calor a través de las paredes sólidas del motor. La transferencia de calor a través de un objeto sólido estacionario se llama conducción. La conducción puede ser un proceso lento cuando las diferencias de temperatura son pequeñas, por lo que las máquinas de vapor suelen utilizar grandes cámaras de combustión que producen mucho calor.
En la máquina de vapor, el carbón se quema en una cámara de combustión conocida como cámara de combustión para producir calor. El calor fluye a través de las paredes de otro recipiente lleno de agua conocido como caldera. Cuando el agua hierve, el vapor a alta presión se dirige temporalmente a uno o más cilindros para actuar sobre un pistón. El movimiento lineal del pistón se convierte en el movimiento circular de un cigüeñal para conducir el motor.
Los motores de combustión interna y externa son formas del motor alternativo. Estos motores finalmente convierten la energía química en trabajo mecánico, siendo el calor la forma intermedia de energía. Incluso en condiciones ideales, no pueden convertir el 100% de la energía química almacenada en trabajo mecánico porque algo de calor siempre escapará del sistema.