Mantenimiento

Turbina


Turbina de vapor de Siemens AG.
Turbina es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinas motoras. Éstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes.
Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua ogas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico ouna hélice.
Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estator, siendo la primera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtiene el movimiento de rotación.
El uso de las turbinas es muy debatido, ya que se cuentan en miles los brutales accidentes de gente arrastrada por la turbina y siendo despedazada por las hélices.
El término turbinasuele aplicarse también, por ser el componente principal, al conjunto de varias turbinas conectadas a un generador para la obtención de energía eléctrica.



Tipos de turbinas hidráulicas
La explotación de la fuerza hidráulica siempre requiere el empleo de una
turbina hidráulica. La turbina transforma la energía potencial y cinética
en movimientos mecánicos. Si se instala un generador sobre elárbol de
la turbina, los movimientos mecánicos se convierten directamente en
corriente eléctrica. La potencia P (W) de una turbina hidráulica se determina
a partir del producto de la aceleración gravital g (9,81 m/seg2), la
densidad del agua d (kg/m3), la caída de agua h (m), el caudal de la turbina
Q (m3/seg) y el rendimiento _ (%).
_ = _ • d • g • h • Q
Esta fórmula muestra que un saltoalto puede compensar un caudal bajo y
viceversa. Ello signifi ca que un volumen de agua relativamente pequeño
de un arroyo en la montaña –que, sin embargo, puede tener una caída de
varios cientos de metros, posiblemente sea capaz de generar más electricidad
que el gran caudal de un río cuyo salto de agua apenas supera la
diferencia de altura de una presa. A fi n de alcanzar un rendimientoóptimo,
la turbina debe ser adaptada a los distintos saltos de agua y caudales.
Es decir, una central de alta presión en las montañas (p.ej. los Alpes)
necesita otra turbina que una central de agua fl uyente a orillas de un río
(p.ej. Danubio).
Las turbinas hidráulicas se dividen en turbinas de reacción y de chorrolibre, según la característica de la presión en el rodete.

3.1 Turbinas dereacción
La presión del agua alcanza su máximo nivel en la entrada y va disminuyendo
hasta la salida. En este proceso se transmiten energías potenciales
y cinéticas al rodete.
La turbina Francis fue inventada por el ingeniero James B. Francis en
1849 en EE UU. Hasta hoy en día, sigue siendo el tipo de turbina más
comúnmente utilizado en las centrales hidroeléctricas. Se emplea esencialmente
parasaltos de agua y caudales medianos. Pero las turbinas
Francis también se pueden diseñar para capacidades muy elevadas.
Así, las turbinas hidráulicas más grandes del mundo con una potencia
instalada de 700 MW por cada unidad (Itaipú en Brasil y las CuatroGargantas en China) son turbinas Francis.



Turbinas francis
En las turbinas Francis, el agua va a la cámara espiral en forma de caracoly los álabes fi jos y móviles canalizan las líneas de fl ujo del agua a
los álabes inclinados del rodete. La presión es más fuerte en la entrada
del rodete que en su salida. Las palas del distribuidor son móviles a fi n
de regular el caudal y así ajustar el rendimiento de la turbina según la
demanda. El agua es conducido al embalse o depósito inferior a través
de un tubo de aspiración...