Turboexpansores

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1.-TURBOEXPANSORES
Los turboexpansores son turbomáquinas destinadas a disminuir la presión y la temperatura de los gases, aumentando su volumen para así poder licuarlos o condensarlos, este dispositivo convierte la energía de la presión de gas en trabajo útil el cual esaprovechado en forma de trabajo producido para generar potencia.
El trabajo es extraído por un compresor centrífugo que es ayudado por un “Re-Compresor” que aumenta la corriente del gas después de que se hayan extraído los líquidos condensados de LGN (Las ruedas del Expansor y del compresor están unidas por los extremos de un eje común.) Esta combinación del expansor y del compresor en unasola máquina conocida por una variedad de nombres, con Expander/Compressor, ExpanderBrake-Cornpressor y Expander/Booster-Compressor siendo la más común. El Expander/compressor (compresor Expansor) el cual es el corazón de las plantas criogénicas.
En general la palabra turboexpansor o simplemente expansor es utilizada para hacer referencia al sistema completo, formado por la turbina en si donde seproduce la expansión propiamente dicha del fluido y el compresor asociado sobre el mismo eje que es la carga, empleado para comprimir algún fluido del proceso.
Cuando la potencia a extraer no es significativa suele usarse directamente un freno hidráulico como carga, en ese caso la energía se disipa en aeroenfriadores perdiéndose al medio. Hay distintos tipos de expansores pero los que más seusan son los radiales de reacción, turbina centrípeta que ha permitido cubrir una extensa gama de aplicaciones vedadas hasta ese entonces en otro tipo de turbinas, en particular en el caso de la criogenia.
Los turboexpansores se usan normalmente en procesos de gas natural que tienen altas presiones de alimentación (más de 400 psig), productos con alimentación variable y donde se desea una grancantidad (mayor de 30%) de recuperación de etano. Consisten en juegos alternados de toberas y álabes rotativos a través de los cuales el vapor o gas fluyen en un proceso de Expansión estable. El turboexpansor se utiliza también para convertir la energía de una corriente de gas que se expande en un trabajo mecánico.
El uso del turboexpansor, sin embargo, no elimina la necesidad de la válvulade expansión Joule Thompson que se usa en los sistemas convencionales de refrigeración.

2.-CARACTERÍSTICAS DE LOS TURBOEXPANSORES O TURBINAS RADIALES DE REACCIÓN.
En este tipo de turbina parte es expandido en las toberas ingresando el gas tangencialmente al rotor, combinando la velocidad del fluido radial con la velocidad periférica del rotor de modo de que no halla un choque con las paredes,permitiendo trabajar como se mencionó anteriormente con parte del fluido en estado líquido. En general este tipo de máquina no es utilizada por los inconvenientes de la adaptación en multietapas.
Otra particularidad importante es el diseño de las toberas móviles las cuales permiten trabajar con eficiencia en una amplia gama de presiones y caudales adaptando su forma según sea las condiciones decarga.
La capacidad de trabajar con fase líquida las hace aptas en el uso de la energía geotérmica por ejemplo.

3.- PROCESO DE REGRIFERACION POR EXPANSION REFRIGERACIÓN EXTERNA O MECÁNICA:
La refrigeración es el proceso más directo para la recuperación de líquidos, en la cual la refrigeración externa o mecánica es proporcionada por un ciclo de expansión–compresión de vapor, quegeneralmente utiliza al propano como agente refrigerante.
Refrigeración mecánica o externa (ciclo del propano)
EXPANSIÓN JOULE – THOMPSON: En la expansión Joule – Thompson el gas pasa primero por un intercambiador de calor para recibir un pre-enfriamiento, y posteriormente a través de una válvula de expansión o estrangulador. Esta expansión es un proceso isoentálpico donde la caída...