Turbinas De Accion

TURBINA DE ACCIÓN:
Las turbinas de vapor transforman la energía potencial de tipo térmico, en energía mecánica. La energía potencial térmica disponible es la diferencia de entalpías entre el estado inicial del vapor, a la entrada de la turbina, y su estado final, a la salida de la misma; esta diferencia de entalpías se conoce como salto entálpico o salto térmico. En las turbinas de vaporexisten unos elementos fijos que son las toberas y los distribuidores de álabes; si el salto entálpico se transforma totalmente en energía cinética, la turbina es de acción y la entalpía a la salida de la tobera para un proceso isentrópico será igual a la entalpía final del vapor; en estas circunstancias, en los álabes dispuestos sobre el rotor o corona móvil, habrá únicamente una transformación deenergía cinética en mecánica.
Si la conversión de entalpía en energía cinética no es total, se utilizan distribuidores de álabes, en los que tienen lugar dos tipos de transformaciones simultáneas, por cuanto una fracción de la energía cinética adquirida se transforma en energía mecánica, y el resto en energía cinética y posteriormente en mecánica.
La transformación de energía cinética en energíamecánica se produce haciendo seguir al fluido una determinada trayectoria, (entre álabes), de forma que su velocidad absoluta disminuya; cualquier cambio de magnitud o de dirección en dicha velocidad, tiene que ser debido al efecto de una fuerza, que es la acción de los álabes de la corona sobre el fluido.

A su vez, se puede decir también que todo cambio en la dirección o en la magnitud de lavelocidad del fluido, origina un empuje sobre los álabes, de forma que, para cuando éstos vayan montados sobre una corona móvil, la potencia generada es igual al producto de la velocidad tangencial de los álabes por la componente periférica de la fuerza.

Una turbina de vapor de acción con un escalonamiento de velocidad consta fundamentalmente de los siguientes elementos:

a) Un distribuidorfijo, compuesto por una o varias toberas, cuya misión es transformar la energía térmica del vapor puesta a su disposición, total (acción), o parcialmente (reacción), en energía cinética.

b) Una corona móvil, fija sobre un eje, cuyos álabes situados en la periferia tienen por objeto transformar en energía mecánica de rotación, la energía cinética puesta a su disposición.

En la tobera serealiza la expansión total del vapor, desde la presión p0 hasta la p1, Fig. II.1, transformándose la energía térmica, totalmente, en energía cinética, en la forma:

La sección entre álabes se mantiene constante; el vapor pasa por la corona a presión constante, actuando sobre los álabes en virtud de la energía cinética adquirida; si el vapor, al abandonar la corona, conserva aún una cierta velocidad,se puede utilizar posteriormente mediante un distribuidor de álabes guía fijos, para actuar sobre una segunda corona coaxial, consiguiéndose de esta forma una turbina de acción con escalonamientos de velocidad.

TOBERA.- La circulación del vapor por la tobera es un proceso no isentrópico. Las investigaciones de Stodola, Prandtl, Christlein, etc, coinciden en admitir que la pérdida de energíaen la tobera consta de dos sumandos principales:
- Las pérdidas debidas al rozamiento del chorro de vapor sobre las paredes.
- Las pérdidas inherentes a la formación de torbellinos en el seno del fluido, así como las fugas de vapor por el intersticio entre toberas y corona, y el choque con el borde de entrada de los álabes.
Todas estas pérdidas se resumen en un valor que se conoce comocoeficiente de reducción de velocidad, siendo su valor del orden de 0,95. Debido a estas pérdidas, la energía mecánica de rozamiento se transforma en calor, siendo absorbida una fracción por el vapor, que incrementa así su entropía y su entalpía a la salida de la tobera.

TURBINA DE REACCIÓN:
Las turbinas de reacción aprovechan la energía del fluido (vapor o gases calientes a alta presión), pero a...