Turbina de laval

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Modelación matemático-térmica de la turbina de Laval

La turbina de Laval corresponde a una turbina de acción de rodete único que está constituida por un rodete o celda que contiene:

a) Undistribuidor fijo compuesto de toberas o álabes que tienen por objetivo transformar la energía térmica del vapor puesta a su disposición (o sólo una parte de ella) en energía cinética;

b) Unarueda móvil fija sobre el eje y cuyas paletas situadas en la periferia tienen por objeto transformar en energía mecánica de rotación la energía térmica y cinética puesta a su disposición.

Triangulode velocidades de entrada y salida en la rueda única.-

[pic]

[pic] [pic]
[pic] [pic]

índice 1, entrada de la rueda
índice 2, salida de la rueda.

En la práctica:[pic] [pic] [pic]

[pic]
[pic]

En una turbina de laval se debe cumplir que:

[pic]

[pic]
[pic]

[pic]

luego;

[pic]

[pic]

[pic] [pic]

como[pic] , entonces

[pic]

balance energético
[pic]

[pic]
[pic] cantidad de energía disponible
de donde obtenemos el valor de la velocidad;

[pic]
donde,

[pic]

luego tenemos que lavelocidad absoluta en la entrada es:

[pic]
donde,

[pic]

Perdidas más usuales del sistema.-

[pic]

[pic]

[pic]

Z4= pérdidas por efecto del ventilador
Z5= pérdidas térmicas porconducción, convección y radiación
Z6= pérdidas mecánicas

Analizando el triángulo de velocidades del álabe de acción (rodete), obtenemos:

[pic] [pic]

Del sistema de ecuaciones:

[pic]obtenemos:

[pic] [pic]

[pic]

Del sistema de ecuaciones:

[pic]

obtenemos:

[pic] [pic]

[pic]

Rendimiento Periférico.-

[pic]
[pic]

Luego la velocidad en laque se obtiene el máximo rendimiento periférico es:

[pic] donde [pic]

Diámetro medio del rotor.-

[pic]

Rendimiento interno.-

[pic] salto interno (KJ/kg)
[pic]

Potencia...
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