.jpg/1280px-Steam_indicator_(Steam_and_the_Steam_Engine_-_Land_and_Marine,_1875).jpg)
Un diagrama indicador es un gráfico que se utiliza para medir el rendimiento térmico o del cilindro de los motores de combustión interna y de vapor alternativos y de los compresores. [1] Un gráfico indicador registra la presión en el cilindro en función del volumen barrido por el pistón, a lo largo de los dos o cuatro tiempos del pistón que constituyen el ciclo del motor o del compresor. El diagrama indicador se utiliza para calcular el trabajo realizado y la potencia producida en un cilindro de motor [2] o utilizada en un cilindro de compresor.
El diagrama indicador fue desarrollado por James Watt y su empleado John Southern para ayudar a entender cómo mejorar la eficiencia de las máquinas de vapor . [3] En 1796, Southern desarrolló la técnica simple, pero crítica, para generar el diagrama fijando una tabla de modo que se moviera con el pistón, trazando así el eje de "volumen", mientras que un lápiz , conectado a un manómetro , se movía en ángulo recto con el pistón, trazando la "presión". [4]
El manómetro le permitió a Watt calcular el trabajo realizado por el vapor y al mismo tiempo garantizar que su presión había caído a cero al final de la carrera, lo que garantizaba que se había extraído toda la energía útil. El trabajo total se podía calcular a partir del área entre el eje de "volumen" y la línea trazada. Este último hecho había sido descubierto por Davies Gilbert ya en 1792 y utilizado por Jonathan Hornblower en un litigio contra Watt por patentes de varios diseños. Daniel Bernoulli también había tenido la idea de cómo calcular el trabajo. [ cita requerida ]
Watt utilizó el diagrama para realizar mejoras radicales en el rendimiento de la máquina de vapor y lo mantuvo durante mucho tiempo como secreto comercial. Aunque se hizo público en una carta al Quarterly Journal of Science en 1822, [5] permaneció algo oculto; John Farey, Jr. solo se enteró de su existencia al verlo en uso, probablemente por los hombres de Watt, cuando visitó Rusia en 1826.
En 1834, Émile Clapeyron utilizó un diagrama de presión en función del volumen para ilustrar y dilucidar el ciclo de Carnot , elevándolo a una posición central en el estudio de la termodinámica . [6]
Los instrumentos posteriores para la máquina de vapor ( ilustración ) utilizaban papel envuelto alrededor de un barril cilíndrico con un pistón de presión en su interior, y la rotación del barril estaba acoplada a la cruceta del pistón mediante un alambre tensado por un peso o un resorte. [ cita requerida ]
En 1869, el ingeniero naval británico Nicholas Procter Burgh escribió un libro completo sobre el diagrama indicador, explicando el dispositivo paso a paso. Había observado que "una gran proporción de los jóvenes miembros de la profesión de ingeniería ven el diagrama indicador como una creación misteriosa". [7]
Los indicadores desarrollados para los motores de vapor se mejoraron para los motores de combustión interna con sus rápidos cambios de presión, resultantes de la combustión, y velocidades más altas. Además de utilizar diagramas de indicadores para calcular la potencia, se utilizan para comprender los eventos de encendido, tiempo de inyección y combustión que ocurren cerca del punto muerto, cuando el pistón del motor y el tambor indicador apenas se mueven. Se obtiene mucha mejor información durante esta parte del ciclo compensando el movimiento del indicador 90 grados con respecto al cigüeñal del motor, lo que da como resultado un diagrama de indicador descentrado. Los eventos se registran cuando la velocidad del tambor está cerca de su máximo y se muestran contra el ángulo del cigüeñal en lugar de contra la carrera. [8]
.jpg/1280px-SR_Lord_Nelson_850,_with_indicator_shelter_(CJ_Allen,_Steel_Highway,_1928).jpg)
