Turbinas

Turbina es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinas motoras. Éstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y éste le entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes.

Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cuboscolocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice.

Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estátor, siendo laprimera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtiene el movimiento de rotación.

Hasta el momento, la turbina es uno de los motores más eficientes que existen (alrededor del 50%) con respecto a los motores de combustión interna y hasta algunos eléctricos.

El término turbina suele aplicarse también, por ser el componente principal, al conjunto de varias turbinas conectadas aun generador para la obtención de energía eléctrica.

Tipos de turbinas

Las turbinas, pueden clasificarse de acuerdo a los criterios expuestos en aquel artículo. Pero en el lenguaje común de las turbinas suele hablarse de dos subgrupos principales:

Turbinas hidráulicas

Rotor de una turbina Pelton, ésta es una turbina hidráulica de acción de admisión parcial.
Son aquéllas cuyo fluidode trabajo no sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por el rodete o por el estátor; éstas son generalmente las turbinas de agua, que son las más comunes, pero igual se pueden modelar como turbinas hidráulicas a los molinos de viento o aerogeneradores.

Dentro de este género suele hablarse de:

• ▪ Turbinas de acción: Son aquellas en que el fluido no sufre ningúncambio de presión a través de su paso por el rodete. La presión que el fluido tiene a la entrada en la turbina se reduce hasta la presión atmosférica en la corona directriz, manteniéndose constante en todo el rodete. Su principal característica es que carecen de tubería de aspiración. La principal turbina de acción es la Turbina Pelton, cuyo flujo es tangencial. Se caracterizan por tener un númeroespecífico de revoluciones bajo (nsFlujo diagonal; Hélice->Flujo radial) y turbinas con álabes orientables (Deriaz->Flujo diagonal; Kaplan->Flujo radial). El empleo de álabes orientables permite obtener rendimientos hidráulicos mayores.
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El rango de aplicación (una aproximación) de las turbinas, de menor a mayor salto es: kaplan-francis-pelton

El número específico de revoluciones, de menor amayor es: pelton-francis-kaplan. Cuanto mayor es el número específico de revoluciones, tanto mayor es el riesgo de cavitación de la turbina, es decir, una Turbina Kaplan tiene más probabilidad de que se dé en ella el fenómeno de la cavitación que en una Turbina Francis o una pelton.

Muy bien, pero ¿qué es el número específico de revoluciones?. Es un número común para todas las turbinas/bombasgeométricamente semejantes.

Turbinas térmicas
Son aquéllas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por la máquina.

Estas se suelen clasificar en dos subconjuntos distintos debido a sus diferencias fundamentales de diseño:

• Turbinas a vapor: su fluido de trabajo puede sufrir un cambio de fase durante su paso por el rodete; este es el casode las turbinas a mercurio, que fueron populares en algún momento, y el de las turbinas a vapor de agua, que son las más comunes.
• Turbinas a gas: En este tipo de turbinas no se espera un cambio de fase del fluido durante su paso por el rodete.

También al hablar de turbinas térmicas, suele hablarse de los siguientes subgrupos:

• Turbinas a acción: en este tipo de turbinas el...