Diseño, Construcción Y Pruebas De Una Cámara De Combustión Para Una Microturbina De Gas De Generación De Potencia

DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y PRUEBAS DE UNA CÁMARA DE COMBUSTIÓN PARA UNA MICROTURBINA DE GAS DE GENERACIÓN DE POTENCIA





ANTEPROYECTO


1. TÍTULO DEL PROYECTO

Diseño, construcción y pruebas de una cámara de combustión para una microturbina de gas de generación de potencia.

2. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

2.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las microturbinas son dispositivos queencuentran aplicaciones no sólo en la generación de electricidad, sino también en usos menos comunes como la generación de calor, aeromodelismo, unidades de potencia pico, aviación, plantas motrices y automóviles. Uno de los elementos que hace parte de la microturbina es la cámara de combustión, ésta debe ofrecer un buen desempeño en la operación de aquélla.

Con este proyecto se pretende diseñar,construir y ensayar la cámara de combustión para una microturbina de gas. Además se busca desarrollar una base teórica para el diseño y construcción de cámaras de combustión, debido a que la investigación en esta área está siendo promovida por la Universidad Tecnológica de Pereira [1].

2.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

Se propone diseñar, construir y realizar las pruebas de una cámara de combustión deuna microturbina de gas para adecuarla a un sistema de generación de potencia de un turbocompresor.

3. JUSTIFICACIÓN

La producción de energía eléctrica requiere del uso de un sistema de generación que contenga los elementos necesarios para su adecuado funcionamiento y así asegurar la prestación de un servicio con alta confiabilidad. Motivo por el cual se hace necesario contar con una cámarade combustión que asegure el buen desempeño del proceso de generación de potencia. Además, este proyecto representa un beneficio en cuanto al aporte académico que se hace al Laboratorio de Térmicas de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad Tecnológica de Pereira.

4. OBJETIVOS

4.1 OBJETIVO GENERAL

Diseñar, construir y realizar las pruebas de una cámara de combustión para unamicroturbina de gas para adecuarla a tal sistema.



4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Realizar un análisis termodinámico y de transferencia de calor
• Diseñar la cámara de combustión
• Construir la cámara de combustión
• Realizar pruebas para validar los resultados obtenidos en la etapa de diseño


5. MARCO REFERENCIAL

5.1 MARCO DE ANTECEDENTES

Este proyecto de gradohace parte del proyecto “Diseño, construcción y pruebas de una microturbina de gas de generación de potencia para el Laboratorio de Térmicas”, que ha sido liderado por el Grupo de Investigación en Sistemas Térmicos y Potencia Mecánica y aprobado por el Centro de Investigación y Extensión de la Universidad Tecnológica de Pereira[1].
El turbocompresor al cual será adaptada la cámara de combustión seencuentra en la etapa de caracterización teórica.

En el campo de investigación de las cámaras de combustión para microturbinas de gas, se tiene referencia sobre un proyecto de estudio de desempeño de este tipo de dispositivos, el cual fue realizado por investigadores brasileros[2]. Este proyecto consistió básicamente en la prueba de desempeño de los parámetros fundamentales de operación decámaras de combustión en unidades turbocompresoras.

2. MARCO CONCEPTUAL

ACPM: aceite combustible para motor también llamado combustible Diesel, se obtiene por destilación directa del petróleo.

Atomización: fraccionar en pequeñas gotas el combustible para permitir quemarlo con efectividad.

Calor: es una forma de energía que se transfiere entre dos sistemas debido a una diferencia detemperatura.

Calor específico: cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado.

Calor latente: relativo a un cambio de estado, es la energía térmica necesaria para que un kilogramo de una sustancia cambie de un estado de agregación a otro.

Cámara de combustión: es el lugar donde se lleva a cabo la reacción química que da lugar a la...