Turbinas de vapor

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  • Publicado : 6 de junio de 2011
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La termodinámica ha sido parte fundamental en el estudio del desarrollo de la humanidad y del complejo sistema que la rodea, es importante destacar a el conjunto de postulados y aportes que se han obtenido a través del análisis termodinámico como una herramienta muy útil para la consecución de lo que la mayoría de personas desean, lo cual es, saber más acerca de su realidad y de lo que los rodea,para de esta manera aplicar éstos conocimientos para crear una optimización del trabajo, por ejemplo construyendo cierto tipo de máquinas que puedan realizar una actividad que de otra manera costaría demasiado tiempo y esfuerzo. En esta oportunidad se hará énfasis en las turbinas de vapor como un ejemplo de la aplicación de la termodinámica haciendo énfasis en su evolución, y contribución aturbinas posteriormente desarrolladas.
El presente trabajo pretende ahondar en todo lo concerniente a las turbinas de vapor, así como también conocer diferentes criterios relevantes y aplicativos para el estudio de las mismas.

La historia cuenta que en 1629 Giovanni Branca diseñó una máquina capaz de realizar un movimiento en base al impulso que producía sobre una rueda el vapor que salía por uncaño. No se sabe a ciencia cierta si la máquina de Branca se construyó, pero, es claro que es el primer intento de construcción de las que hoy se llaman turbinas de acción.

Una turbina de vapor es una turbomáquina motora, que transforma la energía de un flujo de vapor en energía mecánica a través de un intercambio de cantidad de movimiento entre el fluido de trabajo (entiéndase el vapor) y elrodete, órgano principal de la turbina, que cuenta con palas o álabes los cuales tienen una forma particular para poder realizar el intercambio energético. Las turbinas de vapor están presentes en diversos ciclos de potencia que utilizan un fluido que pueda cambiar de fase, entre éstos el más importante es el Ciclo Rankine, el cual genera el vapor en una caldera, de la cual sale en unascondiciones de elevada temperatura y presión. En la turbina se transforma la energía interna del vapor en energía mecánica que, típicamente, es aprovechada por un generador para producir electricidad.

El término turbina de vapor es muy utilizado para referirse a una máquina motora la cual cuenta con un conjuntos de turbinas para transformar la energía del vapor, también al conjunto del rodete y losálabes directores.
Hasta finales del siglo XIX, no se encontró ninguna aplicación práctica a la turbina de vapor, y por lo tanto el desarrollo tecnológico de las mismas fue nulo, sin embargo, es a finales del siglo XIX Cuando comienza la verdadera historia de las turbinas de vapor.

Figura 2 desnatador centrifugo patentado por De Laval.

El primero en encontrar un aprovechamiento a la turbina devapor fue el inventor sueco De Laval (1845 - 1913), quien patento un desnatador centrífugo impulsado por una turbina de vapor de acción de una sola etapa. En esta turbina el vapor era impelido a una velocidad supersónica, través de una tobera convergente-divergente, hacia los álabes del rodete de la turbina.

El desarrollo definitivo de la. Aplicación industrial de las turbinas de vapor se dioen la última década del siglo XIX. Cuando el ingeniero Charles Parsons desarrolló la turbina de vapor de vapor de reacción de varios escalonamientos, como motor marino apropiado para impulsar barcos de gran tonelaje, así el "Turbinia", fletado en 1895, fue el primer barco dotado de turbina de vapor. Casi simultáneamente, en EEUU, Charles G. Curtis, ideó para General Electric los alternadoresaccionados con turbinas de vapor.

Ambas turbinas se basaron en diferentes principios de funcionamiento:

- La turbina de Curtis era de acción, y en ella el vapor se expandía a través de toberas, alcanzando altas velocidades. El flujo de vapor a alta velocidad y baja presión incidía en los álabes de una rueda giratoria.

* La turbina de Parsons era de reacción. Y en ella el vapor se...
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