Camara De Combustion
Páginas: 12 (2836 palabras)
Publicado: 7 de agosto de 2011
Cámara de combustión
Una cámara de combustión de turbina de gas consta de:
- Un armazón exterior que resiste las presiones de los gases y que puede ser de acero ferrítico
- Un armazón interior sometido a temperaturas elevadas que, al menos en su parte superior en las verticales, o donde van los quemadores en las horizontales, se debe construir de acero austenítico o de materialrefractario; la sustentación del armazón interior debe permitir la libertad de las dilataciones.
Los principales factores a tener en cuenta en el diseño de la cámara de combustión de una turbina de gas, dependen de sus condiciones operativas, de entre las que podemos destacar las siguientes:
La combustión tiene que ser estable, para permitir las fuertes variaciones de la relación aire-combustible quepara los ciclos regenerativos está entre 60/1 y 120/1 , y para los no regenerativos entre 100/1 y 200/1 . La velocidad del fluido oscila, en la mayor parte de los casos, entre 30 y 60 m/seg.
La sección caliente de una turbina de gas comienza con la sección de combustión e incluye la turbina y los componentes del sistema de escape. La sección caliente está sujeta a los más severos esfuerzos delmotor y requiere una cuidadosa inspección y mantenimiento. Un tipo de daño considerable son las grietas originadas por el calor extremo al cual estas piezas están expuestas.
Los combustores usados en un motor de turbina tienen varios requisitos rigurosos. Algunos de ellos son:
• Mínima pérdida de presión en los gases según pasan a través del combustor.
• Alto rendimiento en la combustión,por lo tanto baja emisión de humos.
• Bajo riesgo de apagado de llama.
• Que la combustión ocurra completamente dentro del combustor.
• Distribución uniforme de la temperatura por todos los gases.
• Temperatura de los gases lo suficientemente baja a la salida del combustor
para evitar dañar a la turbina.
• Que el diseño del combustor proporcione una fácil puesta en marcha.
AIRE UTILIZADOEN EL PROCESO DE COMBUSTIÓN
La masa de aire teóricamente necesaria para la combustión de 1 kg de combustible se determina a partir de las reacciones estequiométricas de la combustión; para los combustibles líquidos utilizados normalmente en las turbinas de gas, la relación aire-combustible estequiométrica está entre 14,7 y 15 pudiéndose tomar 14,9 como valor medio. La cantidad de aire realsuministrada al combustible es mayor que la teórica, definiéndose un coeficiente de aireexceso e, como la relación entre la cantidad real de aire y la estequiométrica, por kg de combustible.
Para que la combustión tenga lugar totalmente dentro de la cámara de combustión, es necesario que todos los procesos se realicen con suficiente rapidez, ya que se tienen que efectuar en una corriente de aire auna velocidad determinada. Por esta razón, la combustión en estas cámaras sólo es posible cuando la velocidad de propagación de la llama sea del mismo orden que la velocidad de la corriente.
La temperatura de la combustión y, en consecuencia, la velocidad de propagación de la llama dependen del coeficiente de aireexceso, obteniéndose su valor máximo para un coeficiente de aire exceso e = 1,aproximadamente.
PROCESO DE COMBUSTIÓN
El aire procedente del turbocompresor del motor entra en la cámara de combustión a una velocidad de hasta 500 pies por segundo (150 m/s o 540 Km./h), pero dado que esta velocidad es demasiado alta para la combustión, lo primero que la cámara debe hacer es difundirla (dispersarla), es decir desacelerarla y elevar su presión estática.
Cualquiercombustible prendido incluso en la corriente de aire difundido, que ahora
tiene una velocidad de aproximadamente 80 pies por segundo (24 m/s o 87 Km./h), se
apagaría. Por lo tanto en la cámara debe crearse una región de baja velocidad axial, de
manera que la llama permanecerá encendida a través de toda la gama de condiciones
operativas del motor.
En funcionamiento normal, la relación total...
Una cámara de combustión de turbina de gas consta de:
- Un armazón exterior que resiste las presiones de los gases y que puede ser de acero ferrítico
- Un armazón interior sometido a temperaturas elevadas que, al menos en su parte superior en las verticales, o donde van los quemadores en las horizontales, se debe construir de acero austenítico o de materialrefractario; la sustentación del armazón interior debe permitir la libertad de las dilataciones.
Los principales factores a tener en cuenta en el diseño de la cámara de combustión de una turbina de gas, dependen de sus condiciones operativas, de entre las que podemos destacar las siguientes:
La combustión tiene que ser estable, para permitir las fuertes variaciones de la relación aire-combustible quepara los ciclos regenerativos está entre 60/1 y 120/1 , y para los no regenerativos entre 100/1 y 200/1 . La velocidad del fluido oscila, en la mayor parte de los casos, entre 30 y 60 m/seg.
La sección caliente de una turbina de gas comienza con la sección de combustión e incluye la turbina y los componentes del sistema de escape. La sección caliente está sujeta a los más severos esfuerzos delmotor y requiere una cuidadosa inspección y mantenimiento. Un tipo de daño considerable son las grietas originadas por el calor extremo al cual estas piezas están expuestas.
Los combustores usados en un motor de turbina tienen varios requisitos rigurosos. Algunos de ellos son:
• Mínima pérdida de presión en los gases según pasan a través del combustor.
• Alto rendimiento en la combustión,por lo tanto baja emisión de humos.
• Bajo riesgo de apagado de llama.
• Que la combustión ocurra completamente dentro del combustor.
• Distribución uniforme de la temperatura por todos los gases.
• Temperatura de los gases lo suficientemente baja a la salida del combustor
para evitar dañar a la turbina.
• Que el diseño del combustor proporcione una fácil puesta en marcha.
AIRE UTILIZADOEN EL PROCESO DE COMBUSTIÓN
La masa de aire teóricamente necesaria para la combustión de 1 kg de combustible se determina a partir de las reacciones estequiométricas de la combustión; para los combustibles líquidos utilizados normalmente en las turbinas de gas, la relación aire-combustible estequiométrica está entre 14,7 y 15 pudiéndose tomar 14,9 como valor medio. La cantidad de aire realsuministrada al combustible es mayor que la teórica, definiéndose un coeficiente de aireexceso e, como la relación entre la cantidad real de aire y la estequiométrica, por kg de combustible.
Para que la combustión tenga lugar totalmente dentro de la cámara de combustión, es necesario que todos los procesos se realicen con suficiente rapidez, ya que se tienen que efectuar en una corriente de aire auna velocidad determinada. Por esta razón, la combustión en estas cámaras sólo es posible cuando la velocidad de propagación de la llama sea del mismo orden que la velocidad de la corriente.
La temperatura de la combustión y, en consecuencia, la velocidad de propagación de la llama dependen del coeficiente de aireexceso, obteniéndose su valor máximo para un coeficiente de aire exceso e = 1,aproximadamente.
PROCESO DE COMBUSTIÓN
El aire procedente del turbocompresor del motor entra en la cámara de combustión a una velocidad de hasta 500 pies por segundo (150 m/s o 540 Km./h), pero dado que esta velocidad es demasiado alta para la combustión, lo primero que la cámara debe hacer es difundirla (dispersarla), es decir desacelerarla y elevar su presión estática.
Cualquiercombustible prendido incluso en la corriente de aire difundido, que ahora
tiene una velocidad de aproximadamente 80 pies por segundo (24 m/s o 87 Km./h), se
apagaría. Por lo tanto en la cámara debe crearse una región de baja velocidad axial, de
manera que la llama permanecerá encendida a través de toda la gama de condiciones
operativas del motor.
En funcionamiento normal, la relación total...
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