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Universidad Autónoma
De Nuevo León


Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica


Laboratorio De Termodinámica Básica

Practica 4: Cambio de fase de una sustancia pura

Alumno: Jorge Cesar Campos Marfileño


Maestra: Hugo Ramírez


Matricula: 1545372


Fecha: 22 de mayo 2014


Hora: M2 Brigada: 411Objetivo:
Determinar las propiedades termodinámicas para cadaestado establecido, durante el proceso de expansión en una turbina

Marco teórico:
-Turbina de Vapor
Una turbina de vapor es una turbomáquina motora, que transforma la energía de un flujo de vapor en energía mecánica a través de un intercambio de cantidad de movimiento entre el fluido de trabajo (entiéndase el vapor) yel rodete, órgano principal de la turbina, que cuenta con palas o álabes los cuales tienen una forma particular para poder realizar el intercambio energético. Las turbinas de vapor están presentes en diversos ciclos de potencia que utilizan un fluido que pueda cambiar de fase, entre éstos el más importante es el Ciclo Rankine, el cual genera el vapor en una caldera, de la cual sale en unas condiciones deelevada temperatura y presión. En la turbina se transforma la energía interna del vapor en energía mecánica que, normalmente, se transmite a un generador para producirelectricidad. En una turbina se pueden distinguir dos partes, el rotor y el estátor. El rotor está formado por ruedas de álabes unidas al eje y que constituyen la parte móvil de la turbina. El estátor también está formado porálabes, no unidos al eje sino a la carcasa de la turbina.

Principio de funcionamiento
La ecuación general de las turbomáquinas fue hallada por Euler y su demostración se encuentra en el artículo de turbomáquinas. La forma para el trabajo por unidad de masa que atraviesa el rotor de las turbomáquinas motoras axiales es:



Donde  es conocida como velocidad periférica y es la
velocidad lineal delrotor,  y  son las velocidades absolutas del fluido de trabajo antes y después de pasar por el rotor respectivamente, y  son los ángulos entre la velocidad absoluta y la velocidad periférica antes y después de pasar por el rotor. Si introducimos el concepto de velocidad relativa , que es la velocidad del fluido respecto al rodete, y definimos el ángulo  como aquél que existe entre la velocidadperiférica y  podemos reescribir la ecuación anterior, por propiedades del triángulo como:



Ahora escríbase la primera ley de la termodinámica para un balance de energía del fluido de trabajo en su paso por el rotor, suponiendo a éste un proceso adiabático:



Recuérdese que se considera que  es definido positivo.



Encontramos así que el cambio entálpico es igual al cambio de loscuadrados de la velocidad relativa:



Turbinas hidráulicas
Rotor de una turbina Pelton, ésta es una turbina hidráulica de acción de admisión parcial.
Son aquéllas cuyo fluido de trabajo no sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por el rodete o por el estátor; éstas son generalmente las turbinas de agua, que son las más comunes, pero igual se pueden modelar como turbinashidráulicas a los molinos de viento o aerogeneradores.
Dentro de este género suele hablarse de:
Turbinas de acción: Son aquellas en que el fluido no sufre ningún cambio de presión a través de su paso por el rodete. La presión que el fluido tiene a la entrada en la turbina se reduce hasta la presión atmosférica en la corona directriz, manteniéndose constante en todo el rodete. Su principalcaracterística es que carecen de tubería de aspiración. La principal turbina de acción es la Turbina Pelton, cuyo flujo es tangencial. Se caracterizan por tener un número específico de revoluciones bajo (nsFlujo diagonal; Hélice->Flujo axial) y turbinas con álabes orientables (Deriaz->Flujo diagonal; Kaplan->Flujo axial). El empleo de álabes orientables permite obtener rendimientos hidráulicos...