Termodinamica

Aplicación de la termodinámica en turbinas

M.R.Sastoque, M. Castillo
15 de mayo de 2010, mrsastoque@hotmail.com, mile3277@hotmail.com

Resumen: La turbina es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de gas o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor desu 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 maquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice. Las turbinas se emplean masivamente en la ingeniería industrial y eléctrica como parte de los ciclos termodinámicosde transformación de calor en movimiento, así como en la Ingeniería Aeronáutica, en donde se utilizan como motores de aeronaves. Hoy la mayor parte de la energía eléctrica mundial se produce utilizando generadores movidos por turbinas.
Palabras Clave – Termodinámica, Calor, Energía, Movimiento, Trabajo.

INTRODUCCIÓN
La termodinámica se define como el estudio de la energía, sus formas ytransformaciones, así como sus interacciones con la materia. La disponibilidad de la energía y la habilidad de las personas para aprovechar esa energía en forma útil ha transformado nuestra sociedad.

En cualquier máquina, hace falta cierta cantidad de energía para producir trabajo; es imposible que una máquina realice trabajo sin necesidad de energía. Hace apenas unos siglos, la mayoría de lapoblación luchaba por subsistir produciendo la comida de consumo local. Actualmente, en muchos países una pequeña fracción de la fuerza de trabajo total produce abundante comida para toda la población y mucha de esta gente queda libre para otras actividades. Es posible viajar grandes distancias en poco tiempo mediante la elección de transportes; es posible la comunicación instantánea con personasen cualquier lugar de la tierra; se tienen los medios para controlar grandes cantidades de energía en forma de automóviles, herramientas eléctricas, aparatos y condicionamiento de bienestar en las viviendas.

Otra forma de observar el alcance de la termodinámica, consiste en examinar sus muchos y diversos campos de acción. Entre éstos se incluyen las plantas de potencia (combustibles fósiles,fisión nuclear, fusión nuclear, solar, geotermia, etc.); las máquinas (de vapor, de gasolina, diesel, turbinas de gas estacionarios y de propulsión, cohetes, etc.); acondicionamiento de aire y sistemas de refrigeración de todos tipos; hornos, calentador equipos de procesos químicos; el diseño de equipo electrónico; el diseño de equipo mecánico; y en los procesos de manufactura.

Como resultadodel desarrollo de la ciencia y de las aplicaciones termodinámicas ha crecido la habilidad para obtener energía, transformarla y emplearla para satisfacer las necesidades de nuestra sociedad.

OBJETIVOS:
* Conocer la operación y funcionamiento de una turbina de vapor empleada en la generación de energía eléctrica, observando las operaciones de cada uno de los elementos que conforman unacentral térmica del tipo de laboratorio.
* Determinar el rendimiento de una turbina de vapor del tipo de acción así como el de una unidad turbo generadora y dar una idea general del funcionamiento de una central térmica de vapor real.

TURBINA
Una turbina es una máquina a través de la cual transita un fluido de manera continua, y que la atraviesa en un movimiento rotativo de un eje. Escomún la confusión entre una turbina y un turborreactor, tipo de motor empleado en jets comerciales; en este contexto en estricto rigor la turbina es solo un componente del turborreactor, que consta de otras etapas como las de compresión e ignición. Tampoco hay que confundir la turbina con los generadores, ya que en ocasiones se aprovecha el movimiento rotatorio del eje de la turbina para generar...