fundamentos turb propulsion

MOTORES DE TURBINA DE GAS

FUNDAMENTOS
Energía Potencial y Energía Cinética
Energía es la capacidad para hacer trabajo. Trabajo, en el sentido mecánico de la palabra, es
la realización de una operación productiva por algunos medios mecánicos, y el trabajo se
efectúa cuando se aplica una fuerza a través de una distancia. Cuando un trozo de materia se
encuentra estacionario, a menudo tiene energíadebida a su posición en relación con otros
trozos de materia. Esto se llama energía potencial porque el trozo de materia tiene capacidad
potencial para hacer trabajo. Si el trozo de materia se mueve, tiene energía cinética, o energía
debida al movimiento.
Las formas de energía son numerosas, tal como la energía química (la energía producida por
una reacción química), la energía calorífica (laenergía producida por desprendimiento de
calor), la energía eléctrica (la energía disponible de la electricidad), la energía de presión (la
energía de un gas bajo presión), y la energía mecánica (la energía ejercida por una máquina o
un hombre). Todos los tipos de energía son capaces de hacer trabajo. En la práctica, la energía
puede transformarse de una forma a otra, pero no todas las energías puedenrecuperarse
cuando la transformación está hecha. Por ejemplo, cuando se usa la electricidad para girar un
motor eléctrico, una parte de la energía eléctrica se cambiará en calor a causa de la fricción.
Puesto que la energía calorífica así generada se perderá en el aire, solamente la energía
mecánica del eje del motor estará disponible para efectuar trabajo.
Es por la transformación del tipo deenergía por lo que es posible la propulsión a chorro.
Esencialmente esto se hace transformando la energía química del combustible en energía
calorífica, y luego en energía mecánica para acelerar el aire a través del motor. Es esta
aceleración la que principalmente es responsable de que el avión se mueva.
Como se ha dicho, existen muchas formas de energía: química, mecánica, eléctrica, calorífica,lumínica, y nuclear. Pero solamente hay dos clasificaciones básicas en las cuales se ajustan
todos los tipos de energías: la potencial y la cinética. A medida que el aire pasa a través del
motor de turbina de gas y se le añade o extrae energía, hay un cambio continuo entre sus
energías potencial y cinética. La energía total del aire que pasa a través del motor es siempre
la suma de sus energíascinéticas y potencial.

Leyes de Newton del Movimiento
Muchas de las cosas que ocurren en un motor de turbina de gas pueden explicarse por medio
de una o más de las leyes del movimiento de Newton.
PRIMERA LEY DE NEWTON
Un cuerpo en reposo permanecerá en este estado a menos que sea modificado por una fuerza
exterior.
Ejemplo: Una bola colocada en una mesa nivelada, permanecerá estática
hasta que se lehaga mover por una fuerza tal como una ráfaga de viento
o un empujón por la mano de una persona.
Una segunda parte de la primera ley de Newton dice que un cuerpo en
movimiento continuará moviéndose en línea recta a una velocidad
uniforme hasta que sea alterada por una fuerza exterior. Al
funcionamiento del motor de reacción no le concierne esta parte de la ley.
SEGUNDA LEY DE NEWTON
Un cambio en elmovimiento es proporcional a la fuerza aplicada. Esto se puede decir de otra
forma: Una fuerza proporcional a la relación de cambio de la velocidad se produce cuando
quiera que un cuerpo o masa se acelera. Matemáticamente, la segunda ley de Newton puede
explicarse por una ecuación de esta manera:
F=Mxa

Marzo 2003

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MOTORES DE TURBINA DE GAS
Ejemplo: Cuando una persona golpea un clavocon un
martillo, la fuerza con la que el martillo golpea al clavo es
proporcional a la masa (la cual es proporcional al peso) del
martillo, multiplicada por la cantidad con que la persona
acelera la cabeza del martillo, desde cero a la velocidad final.
Sería difícil, por ejemplo, clavar una gran escarpia con un
martillo para tachuelas, ya que la cabeza del martillo tiene
muy poca masa....