Turbinas de Gas

Turbina de gas

Principio

El principio de las turbinas de gas es análogo al de las turbinas de vapor. En aquellas, hácese atravesar los canales de la turbina móvil por los gases provenientes de la combustión del vapor- combustible con el aire; estos, a elevada presión, poseen grandes velocidades de deslizamiento, y obran, distendiéndose, sobre los alabes móviles por efecto de una enormepotencia viva, que los caracteriza.
Según el grado de distensión buscado, hay que alimentar la turbina con gases quemados a presión constante y a temperatura elevada (600 a 1000 grados)
Teóricamente, como en todas las maquinas térmicas, el rendimiento es mayor con la temperatura mas elevada. Pero en la práctica los materiales utilizados en su construcción no resistirían tan alta temperatura.Evolución

El perfeccionamiento de un turbocompresor eficaz fue el adelanto que primero hizo posible la concepción de la turbina de gas, pues el empleo de compresores de pistón es completamente imposible en esta clase de motores, por no poder obtenerse la trasmisión de rendimiento desde la turbina al árbol del compresor, tanto por las altas revoluciones necesarias como por las razones deeconomía y practica.

Elementos constructivos

Compresores radiales, axiales y mixtos
Camara de combustión
Combustibles para la turbina de gas
Polucion
La turbina
Curvas caracteristicas


Compresores

El compresor es el primer elemento que forma parte de la turbina de gas propiamente dicha. Su función es aumentar la presión del aire de admisión que proporciona el oxígeno comburentepara la cámara de combustión en relaciones de compresión que oscilan entre 1:15 y 1:30.
Básicamente existen dos tipos de compresores: los centrífugos y los axiales. En los primeros, la corriente de salida es perpendicular a la de entrada. En los segundos, ambas corrientes son paralelas al eje de rotación.

Axial
La misión alabes del rotor accionados por la turbina, es aumentar la velocidad delaire y la presión dinámica, pues dicho rotor recoge la energía que le entrega la turbina. La presión estática aumenta también en el rotor, pues en el diseño de los alabes, se les da mayor sección de salida que de entrada, lo que provoca un efecto difusor.
En el estator, la velocidad decrece a medida que aumenta la presión estática, mientras que la presión dinámica disminuye al disminuir lavelocidad, si bien esta dimensionada queda compensada por el aumento en el rotor.
Por lo tanto, en el rotor aumentan la velocidad y la presión total y en el difusor disminuye la velocidad, aumenta la presión total y disminuye la presión dinámica. El aire va pasando del rotor al estator y así sucesivamente, aumentando la energía del gasto másico de aire para que llegue a la cámara de combustión encantidad y presión adecuada.
La temperatura aumenta al aumentar la presión, debido a que parte de la energía mecánica se convierte en calor. El diseño de los compresores axiales entraña una gran dificultad dada la importancia especial que el método aerodinámico y el método de diseño de los alabes torsionados tiene en estas maquinas.
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Radial

Son los más sencillosen cuanto a su diseño y forma de trabajo, y fueron los primeros que se utilizaron en los motores de reacción. En ellos la entrada de aire es prácticamente axial, saliendo despedido del
rotor por la fuerza centrífuga hacia la periferia radialmente.
Los dos procesos que tienen lugar en el interior de un turbocompresor centrífugo, son:
- Un aumento de la energía cinética del aire (presióndinámica), y también algo de la estática, merced al elevado valor que alcanza
-Una disminución gradual, sin turbulencias, de la velocidad alcanzada por el aire en el rodete, consiguiéndose como contrapartida una elevación de la presión estática.

El primero tiene lugar en el rodete, que tiene como misión acelerar el aire, que es aspirado axialmente hacia el centro del rodete, y cambia su dirección...