Turbinas

Turbinas de Gas
Desde hace más de 30 años, las turbinas de gas se utilizan en gran número como unidades motrices en refinerías de petróleo, en plantas de amoniaco, butadieno y etileno, entre otras.
Normalmente, las turbinas de gas se utilizan en lugar de turbinas de vapor con condensación por alguna de las siguientes razones:

Las turbinas de gas son unidades integradas. No necesitancalderas, condensadores, sistemas de agua de alimentación y enfriamiento y el equipo relativo.
Producen alta potencia a alta velocidad, con gran confiabilidad y fácil mantenimiento, y ocupan poco espacio.
Las turbinas de gas tienen eficiencias térmicas mucho mas elevadas que las de vapor con condensación para procesos.
No producen tanta contaminación ambiental con su escape y, además, porquecasi no hay que purgar sistemas de agua de alimentación y enfriamiento.

Definiciones Básicas para la comprensión de los ciclos Teóricos

Cámara de combustión: Lugar donde se realiza la combustión. Espacio que queda entre la culata y el pistón, donde entra el aire y el combustible y aloja la combustión. Actualmente casi todas las culatas tienen una forma aproximadamente semiesférica, bien conculata plana y pistón cóncavo (Diesel, generalmente), o bien con una culata con esa forma semiesférica.

Compresión: Disminución del volumen de un cuerpo por efecto del aumento de la presión que se ejerce sobre él o de la disminución de la temperatura.

Compresor: Los compresores, así como las bombas y los ventiladores, son dispositivos útiles para aumentar la presión de un fluido. El trabajo essuministrado a estos dispositivos por una fuente externa mediante un eje rotatorio. Por consiguiente, el término de trabajo para compresores es negativo puesto que el trabajo se efectúa sobre el fluido.

Calor de combustión: Cantidad de energía térmica liberada cuando se quema una cantidad específica de una sustancia.

Expansión: Aumento del volumen de un cuerpo por efecto del incremento dela temperatura o la disminución de presión.

Expansión isentrópica: La expansión en una turbina ideal se produciría sin pérdida o ganancia de calor (es decir, adiabática) y sin ninguna disipación de la energía disponible debido a la fricción, el estrangulamiento, etc. (es decir, reversible). Un proceso reversible y adiabático es isentrópico (entropía constante)

CICLO BRAYTON Y SUSAPLICACIONES

El objetivo del ciclo Brayton de turbina de gas es convertir energía en forma de calor en trabajo, por lo cual su rendimiento se expresa en términos de eficiencia térmica.

Las dos principales áreas de aplicación de la turbinas de gas son la propulsión de aviones y la generación de energía eléctrica. Cuando se emplean en propulsión de aviones, la turbina de gas produce la potenciasuficiente para accionar el compresor y a un pequeño generador que alimenta el equipo auxiliar. Los gases de escape de alta velocidad son los responsables de producir el empuje necesario para accionar la aeronave. Las turbinas de gas también se utilizan como centrales estacionarias que producen energía eléctrica. Ésta se genera mediante centrales eléctricas de vapor. Las centrales eléctricas de turbina degas son empleadas por la industria de generación eléctrica en emergencias y durante períodos picos gracias a su bajo costo y rápido tiempo de respuesta. Las turbinas de gas también se utilizan con las centrales eléctricas de vapor en el lado de alta temperatura, formando un ciclo dual. En estas plantas, los gases de escape de las turbinas de gas sirven como la fuente de calor para el vapor. Elciclo de turbina de gas también puede ejecutarse como un ciclo cerrado para ser utilizado en centrales nucleoeléctricas. Esta vez el fluido de trabajo no se limita al aire., y puede emplearse un gas con características más convenientes (como el helio).

La mayor parte de las flotas navales del mundo occidental ya utilizan motores de turbinas de gas para propulsión y para la regeneración de...