Turbina De Vapo

III.- TURBINAS DE VAPOR DE REACCIÓN
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III.1.- TURBINAS CON ESCALONAMIENTOS DE REACCIÓN Cuando el salto de presión es grande, se recurre a fraccionarle en una serie de escalonamientos de forma que los de mayor presión se correspondan con la parte de acción (una Turbina Curtis o una turbina simple o doble de acción), y el resto, con la parte de reacción. Para suestudio vamos a considerar un escalonamiento cualquiera de la parte de reacción, entre los estados 0 y A, a los que corresponden las presiones p0 y p2, respectivamente; la velocidad cad es la correspondiente al salto adiabático Δi0B. El vapor no se expansiona totalmente en los álabes guía del distribuidor, sino que lo hace sólo desde p0 hasta una presión intermedia pi con la que penetra en el rotor,continuando su expansión en los álabes del mismo, hasta alcanzar la presión de salida p2. El distribuidor viene dimensionado de forma que transforme una parte de la energía disponible c2 del vapor Δi0A en energía cinética 1t , Fig III.1. 2g La fracción restante del mismo ΔiAB se transforma a lo largo de los álabes de la corona móvil, en energía cinética de rotación, viniendo los álabes diseñados paraque en ellos se produzcan dos tipos de transformaciones simultáneas: - La de la energía cinética adquirida en los álabes distribuidores, en energía mecánica - El resto de entalpía en energía cinética y, ésta a su vez, en energía mecánica Por efecto del rozamiento en la expansión adiabática (OA) se sustituye ésta por la (Ob); el choque del vapor a la salida del distribuidor con los bordes de losálabes de la corona móvil, produce un recalentamiento del vapor a la presión p1, obteniéndose el punto c, entrada del vapor en la corona móvil. Por incorporación del calor debido al rozamiento del vapor en los conductos formados por los álabes de la corona, se efectúa la transformación (cd); finalmente, y debido a la transformación en calor de la energía que aún lleva el vapor al abandonar lacorona, (pérdidas a la salida), se produce un recalentamiento del vapor según (de); en la Fig III.1, la velocidad cad sería la correspondiente a la salida de la corona, en la expansión adiabática reversible.
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Fig III.1.- Diagrama (i-s) de un escalonamiento de reacción, y pérdidas correspondientes

Pérdidas en un escalón - Pérdidas por rozamiento en los álabes distribuidores:
(1 - ϕ 2 )2  Escalonamiento de acción: c = 2 g Δi + m c 2 c1t 1t dist 2 , con:  2g 2  Escalonamiento de reacción: c1t = 2 g Δ idist + c2

- Pérdidas por rozamiento en los álabes de la corona móvil:
 w2 - w2 w2 w 2 Escalonamiento de acción: 1 = ψ = 2 = (1 - ψ 2 ) 1  2g w1 2g  2 2 w2 t - w 2 w2 w  Escalonamiento de reacción: = ψ = 2 = (1 - ψ 2 ) ( 1 + Δicor ) 2g w2 t 2g  2 c - Pérdidas a lasalida: (1 - m ) 2 2g - Pérdidas por rozamientos de los discos, ventilación de los álabes no inyectados en inyección par-

cial

Fig III.2.- Trazado de la línea de expansión real; pérdidas térmicas

En la expansión real, el punto representativo del estado del vapor se desplaza sobre una línea distinta de la adiabática; en el diagrama (T-s), Fig III.2, se observa: * El salto adiabático puesto adisposición del escalonamiento, viene dado por el área (mnpqrs)= ip - iq * Las pérdidas térmicas del escalonamiento, por el área (ptuvp) = ip - iq * El salto adiabático puesto a disposición de la turbina, por el área (ABCD) que llamaremos área A * La pérdida total en la máquina, comprendiendo una parte recuperada, área (DCC’), área B, y una parte definitivamente perdida en el condensador, área(dDC’c’), área C. Se observa que si la pérdida
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total es la suma de las pérdidas del escalonamiento, la suma de las expansiones adiabáticas individuales es superior al salto adiabático total. El calor que se transforma en trabajo es:
Salto adiabático en la turbina - Pérdidas no recuperadas = A - C = iC - iC'

El rendimiento adiabático (indicado) es, η ad =

iC - iC ' A - C = A iC...