Compresores

8.2. EL COMPRESOR
El compresor constituye el elemento mediante el cual se aumenta la presión del fluido de trabajo. En el motor turbina de gas únicamente se utilizan los compresores dinámicos que nos permiten utilizar grandes gastos másicos aunque con relaciones de compresión muy bajas. Los compresores axiales tienen mayor rendimiento, pero por el contrario la relación de compresión es menor queen los turbocompresores centrífugos. El rendimiento isentrópico ha sido incrementado en los años 90 hasta alcanzar valores máximos cercanos a 90%. Es importante señalar que el trabajo consumido por el turbocompresor en el motor turbina de gas representa aproximadamente entre el 50 y el 60% de la potencia generada en la turbina, de ahí la importancia de incrementar el rendimiento interno de losmismos.
8.2.1. COMPRESORES AXIALES
Los turbocompresores axiales son utilizados en la práctica totalidad de aplicaciones en las cuales la potencia sea superior a 5 MW debido a su mayor rendimiento interno respecto a los turbocompresores centrífugos.
El principio de funcionamiento se basa en la compresión del fuido debido a su aceleración en el rotor y una posterior difusión en el estator. Elconjunto rotor y estator determinan un escalonamiento del compresor. Los compresores axiales están formados por diversas etapas, formando lo que se conoce como escalonamientos. En la entrada se suele situar una corona de alabes fijos para guiar el fluido en la parte inicial del turbocompresor al ángulo óptimo de ataque a los alabes del rotor. Al final de la última etapa se sitúa un difusor adicionalpara controlar la velocidad a la entrada de la cámara de combustión e incrementar la presión dentro de lo posible.
En cada escalonamiento se consiguen incrementos de presión entre 1.1 y 1.4. El diseño óptimo se consigue realizando el mismo salto energético en cada etapa de compresión. En la figura 8.1 se puede observar la disposición constructiva de un turbocompresor axial. El compresor de lafigura dispone de 8 escalonamientos. Se puede observar la corona de alabes fijos a la entrada del compresor. El estator del último escalonamiento también dispone de unas guías para redireccionar el flujo a la salida del turbocompresor.

8.2.2. COMPRESORES RADIALES O CENTRÍFUGOS
Los turbocompresores centrífugos se usan en motores de turbina de gas de pequeño tamaño. El principio de funcionamientotípico de este tipo de turbocompresores se basa en la aceleración del fluido en los alabes del rotor y su conversión en presión, tanto en el propio rotor como en el estator. El flujo es forzado a cambiar de dirección debido a que el aire entra paralelo al eje, es decir en sentido axial y es impulsado en la dirección
212
Copyrighted m¡
Pages 213 to 215 are not shown in this preview. Learn morePROCESOS Y TECNOLOGÍA DE MÁQUINAS Y MOTORES TÉRMICOS
La temperatura inicial del aire en la cámara de combustión depende de la relación de compresión y de si el sistema dispone o no de regenerador. Valores usuales se encuentran sobre los 500 °C; las temperaturas alcanzadas durante la combustión se encuentran sobre los 1900 °C. Un preciso control de la temperatura de combustión permite limitar laformación de óxidos de nitrógeno.

8.4.3. SOLUCIONES CONSTRUCTIVOS DE US CÁMARAS DE COMBUSTIÓN
En las turbinas de gas de ciclo abierto en las que se aspira aire continuamente, se utiliza el mecanismo de quemar directamente el combustible con la propia corriente de aire. Al ser la combustión continua sólo se requiere una chispa eléctrica para iniciar el proceso, después de lo cual la combustión seauto-mantiene.
Hay tres grandes disposiciones constructivas para las cámaras de combustión de los turborreactores; tubulares o individuales, anulares o ánulo-tubulares
La disposición clásica de cámara tubular consiste en dividir el aire que sale del compresor en una serie de corrientes separadas, cada una de las cuales alimenta a una cámara de combustión independiente. Estas cámaras se hallan...