TURBINAS DE GAS

TURBINAS DE GAS

Una turbina de gas, es una turbomáquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas a gas son turbomáquinas térmicas. Comúnmente se habla de las turbinas a gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus características de diseño son diferentes, y, cuandoen estos términos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores sí.
Características de la turbina de gas:
La turbina de gas es una planta de potencia que produce gran cantidad de energía con poco peso y tamaño.
Puede funcionar con una gran variedad de combustibles: gas natural, diesel, naphta, metano, gasóleos vaporizados, gases de biomasa.
Grancrecimiento de utilización en los últimos años: mejora de materiales, refrigeración. Incremento de temperaturas y relaciones de compresión. Aumento del rendimiento motor de 15% a valores del 45%
El costo de operación de la planta de potencia y el coste de la energía depende de varios factores: Costo del combustible, eficiencias de funcionamiento, costos de mantenimiento y costo inicial.
Laelección del tipo de planta de potencia depende de esos factores y de su aplicación y localización.
Aplicaciones: Generación de energía eléctrica (grandes y pequeñas instalaciones) ,propulsión marítima y terrestre
Las turbinas de gas son usadas en los ciclos de potencia como el ciclo Brayton y en algunos ciclos de refrigeración. Es común en el lenguaje cotidiano referirse a los motores de losaviones como turbinas, pero esto es un error conceptual, ya que éstos son turborreactores los cuales son máquinas que, entre otras cosas, contienen una turbina de gas.
La operación básica de la turbina de gas es similar a la máquina de vapor, excepto que en lugar de agua se usa el aire. El aire fresco de la atmósfera fluye através de un compresor que lo eleva a una alta presión. Luego se añade energíadispersando combustible en el mismo y quemándolo de modo que la combustión genera un flujo de alta temperatura. Este gas de alta temperatura y presión entra a una turbina, donde se expande disminuyendo hasta la presión de salida, produciendo el movimiento del eje durante el proceso. El trabajo de este eje de la turbina es mover el compresor y otros dispositivos como generadores eléctricos quepueden estar acopados. La energía que no se usa para el trabajo sale en forma de gases, por lo cual tendrán o una alta temperatura o una alta velocidad. El propósito de la turbina determina el diseño que maximiza esta forma de energía. Las turbinas de gas se usan para darle potencia a aeronaves, trenes, barcos, generadores eléctricos, e incluso tanques.
FACTORES QUE AFECTAN AL DESMPEÑO DE LASTURBINAS DE GAS.
Para modificar la potencia de una turbina de gas se deben alterar, principalmente, dos parámetros: el flujo másico que pasa a través de los álabes de la turbina y la temperatura del fluido de trabajo a la entrada del rotor.
Así mismo, es posible incrementar la eficiencia y la potencia de un ciclo simple recuperando la energía remanente en los gases de escape mediante un recuperador decalor. Este equipo produce vapor que puede ser expandido en el mismo eje de la turbina de gas o en otro eje mediante una turbina de vapor.
Dado que la turbina de gas es un motor que respira aire del ambiente, su desempeño cambia con cualquier cosa que afecte el flujo de masa de aire de admisión al compresor, y con mayor razón los cambios en las condiciones de referencia de la InternacionalStandards Organization (ISO) de 15ºC (59ºF), 60% de humedad relativa y 101.4 kPa (14.7 psia). Debido a esto, el desempeño de las turbinas de gas varía significativamente con las condiciones locales, y la temperatura ambiente es un factor determinante (1).
Si se disminuye la temperatura ambiente, la capacidad y eficiencia de las turbinas de gas se incrementan, debido a que esta disminución induce un...