Ensayo De Simulador De Una Turbina De Gasde Doble Eje

ENSAYO DE SIMULADOR DE UNA TURBINA DE GAS DE DOBLE EJE

I.- OBJETIVOS:

1. Estudiar la operación de un sistema de dos etapas de una Turbina de gas con un generador del gas y una turbina libre.

II.- MARCO TEÓRICO:

En la unidad de operación de este equipo de mesa se pueden modificar nueve parámetros distintos del proceso por medio de potenciómetros. El software ofrece alusuario variadas posibilidades de representación. El modelo de simulación puede reproducir sin
peligro los límites teóricos, en los que los sistemas reales resultarían destruidos o sufrirían graves daños.
Los valores medidos se pueden almacenar y procesar con ayuda del software para la adquisición de datos adjuntado. La transferencia al PC se realiza a través de una interfaz USB.
LaTurbina de gas de doble eje, es un equipo de instrucción en el cual se puede analizar el Ciclo Brayton.

1. COMPRESOR
2. CÁMARA DE COMBUSTIÓN
3. TURBINA
4. EJE ACOPLADO AL GENERADOR ELECTRICO

VISTA DE CORTE DE UNA TURBINA A GAS

Proceso de la turbina de gas:
En el modelo de la simulación de la TG se hace uso del proceso del ciclo abierto, donde el recurso de funcionamientose obtiene del ambiente y se vuelve otra vez a él. Para facilitar un solo eje, la instalación de la turbina se considera:
En el proceso del ciclo, el recurso de funcionamiento que abarca el aire experimenta los siguientes cambios de estado.
DIAGRAMA P - V









DIAGRAMA T – S











* Comprensión adiabática del aire frío por medio de uncompresor (1) de la presión ambiente P1 a una presión P2, acompañada por una elevación de la temperatura de T1 al T2.
* Calentamiento isobárico del aire de T2 al T3 con el calor de la fuente generado al quemarse el combustible con oxígeno atmosférico en la cámara de combustión (2).

* Expansión adiabática del aire caliente en una turbina (3) de la presión P2 a P1, acompañada por unadisminución de la temperatura de T3 a T4.

En un ciclo cerrado, el recurso de funcionamiento requiere un enfriamiento isobárico de T1 de la temperatura de entrada. En un ciclo abierto, el calor residual se lanza a la atmosfera

La energía mecánica obtenida con la turbina se utiliza en parte para transmitir potencia al compresor y la otra parte para el generador eléctrico (4).

Capacidad deTrabajo Específico

La relación siguiente se aplica en la capacidad de trabajo específico del compresor.

Trabajo de compresor=CP*T2-T1………..1.1

El calor absorbido por el ciclo, viene dado por la expresión:

Calor Abs.=CP*T3-T2………………………..1.2

Evidentemente, la temperatura de la toma y de la entrada de la turbina juega además un papel de la proporción de comprensión. La temperatura de la tomadepende generalmente de las condiciones del ambiente.

Trabajo de Turbina 1=CP*T3-T4……………..1.3
Trabajo de Turbina 2=CP*T4-T5……………..1.4
Trabajo de Turbina Total=CP*T3-T5………..1.5

La temperatura T3 en la entrada de turbina debe ser el valor más alto posible. En la práctica, es limitada por la resistencia de la temperatura en las cucharas de las turbinas. Consecuentemente, la proporción de lacomprensión resulta también una variable decisiva en este caso. La energía del sistema se calcula al multiplicar con la masa que atraviesa el sistema.

Trabajo Neto (WNet)=mWT- WC

Trabajo Neto WNet=CpT1-T2+T3-T5…..(1.6)

La relación descrita es válida solo para un sistema de un eje y no puede ser aplicada directamente a nuestra turbina de gas. Sin embargo, esto facilita una comprensión desus características operacionales. Por ejemplo, la relación de las comprensiones es proporcional a la cuarta fuerza de la velocidad. Como resultado, el sistema es notablemente más eficiente en velocidades más altas.

La TG real, difiere principalmente del ciclo ideal a causa de las irreversibilidades en el compresor y la turbina debido al descenso de presión en los pasos de flujo y en la...