Compresores

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MOTORES DE TURBINA DE GAS

A. G. Rivas

15.4

COMPRESORES

Tipos de Compresores Axiales y Centrífugos
Como ya se ha dicho, los dos componentes que causaron mas problemas en el desarrollo de la turbina de gas fueron el compresor y las cámaras de combustión. La función principal de un motor de turbina de gas es añadir la máxima energía al aire según pasa a través de él. Esta energía selibera quemando una mezcla de combustible y aire. Cuando se quema combustible en aire estático, se libera energía, pero el régimen de liberación de energía es bastante bajo. Si se sopla una corriente de aire comprimido a través de un combustible que se está quemando, este libera bastante más energía. Este hecho puede verse considerando la vieja fragua del herrero. El herrero prepara una hoguera enuna pequeña pila de carbón. Este fuego libera suficiente energía de calor para mantener el carbón ardiendo. Pero cuando el herrero quiere una pieza de acero al rojo vivo, sopla una corriente de aire procedente de un fuelle o compresor a través del fuego. El aire añadido contiene suficiente oxigeno para permitir al combustible liberar mas calor. La función del compresor en un motor de turbina de gases suministrar la correcta cantidad de aire al combustible, y suministrarla con la correcta presión y velocidad. El principio básico de todos los compresores usados en los motores de turbina de gas es el mismo. El compresor convierte la energía mecánica de la turbina en energía cinética en el aire. El compresor acelera al aire, que luego fluye a través de un difusor, el cual le reduce la velocidady convierte la mayoría de la energía cinética (velocidad) en energía potencial (presión) y alguna en calor. La mayor parte del aire fluye desde el compresor hacia dentro de la sección de combustión, pero parte de él, llamado aire sangrado del compresor, se usa para anti-hielo de los conductos de entrada y para refrigerar piezas de la sección caliente. Otra parte del aire de sangrado se usa parala presurización de cabina, el aire acondicionado, antihielo del combustible, y arranque neumático de motores. Al aire sangrado para servir propósitos diferentes a la operación del motor se le llama aire sangrado del cliente. Hay dos tipos básicos de compresores usados en los motores de turbina de gas: de flujo centrífugo y de flujo axial. Algunos motores usan una combinación de ambos tipos.Características de Funcionamiento

Fabricación,

Aplicaciones

y

Principios

de

Los motores de turbina de flujo centrífugo normalmente usan compresores de acero o titanio mecanizado, aunque en motores pequeños se están usando compresores de fundición. El difusor del compresor generalmente también está fabricado de fundición. En muchos casos el inductor o álabes guías, que suaviza ydirige el flujo de aire dentro del motor atenuando de esta forma el choque en el impulsor, está fabricado independientemente del impulsor o rotor. Los álabes del rotor pueden ser bien de longitud total, como en la figura 4-1, o algunos pueden ser de media longitud como en la figura 4-2. Es importante que exista un ajuste apretado entre el compresor y su carcasa con idea de
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obtener el máximo rendimiento del compresor. La holgura normalmente se comprueba con una galga de espesores o con un útil especial. El equilibrado del rotor puede realizarse quitando material de áreas específicas del compresor o usando contrapesos de equilibrado instalados en orificios del buje del compresor. En algunos motores en los que elcompresor y la rueda de turbina se equilibran como una unidad, se usan pernos o tuercas especiales que tienen ligeras

variaciones en peso. Los cojinetes de apoyo del compresor pueden ser bien de bolas o de rodillos, aunque todos los fabricantes usan por lo menos un cojinete de bolas en el compresor para soportar las cargas radiales y axiales. Los compresores centrífugos se usaron en muchos de los...
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