turbinas y compresores

Introducción

Primeramente, en las centrales eléctricas de vapor, gas o en hidroeléctricas, el dispositivo que impulsa al generador eléctrico es la turbina. A medida que el flujo pasa por ésta se hace trabajo contra las aspas (alabes), las cuales están unidas a la flecha, la cual a su vez gira y la turbina produce trabajo.
Seguidamente, los compresores son dispositivos que se utilizan paraincrementar la presión de un fluido. A estos dispositivos el trabajo se suministra desde una fuente externa a través de un eje giratorio, por lo tanto los compresores requieren entrada de trabajo, además este es capaz de comprimir un gas a presiones muy altas
Próximamente, las turbinas producen potencia mientras que los compresores requieren entrada de potencia. Además, la transferencia de calordesde las turbinas normalmente es insignificante, ya que normalmente están bien aisladas. Asimismo, la transferencia de calor es también insignificante para los compresores, a menos que haya enfriamiento intencional. Los cambios de energía potencial son insignificantes para todos estos dispositivos; mientras que las velocidades, con excepción de la turbina, son demasiado bajas para causar algúncambio importante en su energía cinética. Las velocidades de fluido encontradas en la mayor parte de las turbinas son muy altas, por lo que el fluido experimenta un cambio importante en su energía cinética. Sin embargo, este cambio es por lo regular muy pequeño con respecto al cambio de entalpía, por lo tanto no se toma en cuenta.
Por último, el objetivo de este trabajo es presentar y en la medidade lo posible aprender sobre los tipos de turbinas y los tipos de compresores, así como su funcionamiento, aplicaciones, etc.



1. Compresor

Este dispositivo permite aumentar la presión de un gas y/o refrigerante en estado gaseoso y normalmente sobrecalentado. Hay que tener en cuenta que no se puede aumentar la presión sin que además aumente la temperatura, aunque el compresor fueraidealmente isentrópico.
Desde el punto de vista del acoplamiento motor-compresor los compresores se clasifican como:
Compresores herméticos: el motor y el compresor, además de compartir el eje, se alojan en la misma envolvente, con lo que la recuperación del calor generada en el motor mediante el fluido refrigerante es mayor. No es posible su reparación, teniéndose que sustituir en caso de avería(figura 1.1).
Compresores semiherméticos: el compresor y el motor comparten el eje. Parte del calor generado en el motor se recupera en el fluido refrigerante, con lo que el rendimiento es superior al de los abiertos (figura 1.2).



Figuras 1.1 y 1.2. Compresor hermético de pistón y Compresor semiherméticos, respectivamente.
Compresores abiertos: el motor de accionamiento y el compresor sonindependientes. El motor y el compresor pueden estar acoplados por correas, o por acoplamiento directo montando el motor sobre el cigüeñal (figura 1.3).



Figura 1.3. Compresor abierto acoplado por correas.

Los compresores, atendiendo a su modo de operación, se pueden clasificar en dos grandes grupos:
Compresores de desplazamiento cinético o compresores centrífugos, que pueden ser de flujoradial o axial, que suelen tener varias etapas (normalmente hasta 3 escalones) de manera que consiguen grandes saltos de presión, destinándose a equipos de gran potencia. Su aplicación está indicada en sistemas con necesidades entre 580 y 1200 kW, por lo que suelen utilizarse en industrias especiales como petroquímicas o farmacéuticas.
Compresores volumétrico o de desplazamiento positivo, quepueden ser alternativos, rotativos, de tornillo o de membrana.
Los compresores rotativos se basan en el giro de un cilindro contenido en el interior de otro cilindro hueco. Se llena un volumen de vapor refrigerante, y mediante rotación éste se va disminuyendo, aumentándose la presión (figura 1.4). En la figura 1.5 se presenta un compresor equipado con una paleta de funcionamiento similar al de la...