Turbina De Gas

Diseño y Adaptación de un Sistema de Admisión de Aire y Manguera para una Turbina de Gas.



Resumen
En el presente trabajo se expone la teoría requerida para llevar a cabo el diseño, la selección de materiales, asi como los procesos de construcción y prueba de dos mecanismos fundamentales en una turbina de gas: la boquilla de admisión de aire y la manguera de conexión compresor-cámara decombustión. El sistema de admisión se encarga de permitir el flujo del aire hacia al compresor antes de comprimirlo. La manguera transporta el gas comprimido directamente del compresor a la cámara de combustión. El sistema de admisión consiste en utilizar un soplador cuyo tubo de escape se aproxima a la entrada del compresor para suministrarle el flujo de aire. Por su parte, la manguera, hecha abase de silicón, está conectada a dos conectores de caucho conectados a la salida del compresor y a un tubo soldado a la cámara de combustión, respectivamente. Como consecuencia de ambas implementaciones, se logro una admisión de flujo de aire directo y constante al compresor. Posteriormente, ese flujo de aire después de pasar por el compresor se comprimió a una temperatura y presión altamenteadecuadas para generar una combustión eficiente.
Introducción
La turbina de gas ha experimentado un progreso y crecimiento desde su primer desarrollo exitoso en 1930. Las primeras turbinas de gas construidas en 1940 y aun en 1950 tenían eficiencias de ciclo sencillo de alrededor de 17% debido a las bajas eficiencias del compresor y de la turbina, y a las bajas temperaturas de entrada de la turbinadadas las limitaciones de la metalurgia.
La primera turbina de gas para una planta generadora de energía eléctrica fue instalada en 1949 en Oklahoma como parte de una planta de energía de ciclo combinado, producía 3.5 MW de potencia. Las turbinas de gas instaladas a mediados de 1970 sufrían de baja eficiencia y escasa confiabilidad.
Los esfuerzos para mejorar la eficiencia del ciclo seconcentraron en las siguientes áreas:

Incrementar las temperaturas de entrada o de quemado de la turbina
Las temperaturas de entrada de las turbinas han aumentado desde alrededor de 540 C hasta 1425 C. Estos aumentos fueron posibles gracias el desarrollo de nuevos materiales e innovadoras técnicas de enfriamiento para los componentes.

Incremento de las eficiencias de la maquinaria
El desempeño delas primeras turbinas sufría grandemente de las ineficiencias de las turbinas y compresores, sin embargo la llegada del diseño computarizado hizo posible el diseño de esos componentes aerodinámicamente con perdidas mínimas.
La turbina de gas diseñada y construida para este proyecto ilustra el funcionamiento del ciclo de Brayton, por su conveniencia al demostrar el funcionamiento de la turbina mismaal combinar distintos componentes estándar, que se utilizan en muchas otras aplicaciones de conversión de energía. Estos componentes son: compresor, cámara de combustión y turbina.
El motor de turbina de gas que se elaborará opera en una versión abierta del ciclo Brayton, y permite una observación más clara de los cambios de la temperatura y de presión asociados con cada componente del sistema.Surgieron algunos requisitos para hacer que el motor fuese adecuado para su uso y demostración. Primeramente, el motor tenía que ser portátil para ser movido fácilmente de un lado a otro. También fue necesario utilizar un combustible de fácil acceso y seguro, gas butano. De igual manera, fue necesario conocer el estado del flujo de aire a la entrada del compresor, con el fin de poder calcularlo encada punto del motor de ciclo, y poder realizar una comparación entre el rendimiento teórico y medido, a través de la medición de la velocidad del fluido en la entrada y la salida del motor.
El motor está basado alrededor del turbocompresor de un automóvil, compuesto del compresor y de la turbina que funcionan en un eje común. Entre la salida del compresor y la entrada de la turbina se...