turbinas a vapor

El Ciclo de vapor de Carnót
La eficiencia de un ciclo de potencia se maximiza si todo el calor suministrado por una fuente de energía ocurre a la máxima temperatura posible, y si toda la energía expulsada a un sumidero ocurre la mínima temperatura posible. Para un ciclo reversible que opere en estas condiciones, la eficiencia térmica es la eficiencia de Carnót, dada por (Ta - Tb.)/Ta. Un cicloteórico que satisface estas condiciones es el ciclo del motor térmico de Carnót.
Un ciclo de Carnót se compone de dos procesos isotérmicos reversibles y dos procesos adiabáticos reversibles ( o procesos isoentrópicos). Si durante las partes del ciclo el fluido de trabajo aparece tanto en la fase líquida como en la fase de vapor, entonces el diagrama Ts es como sigue:


Ciclo Rankine Ideal
Entermodinámica se conoce como ciclo Rankine ideal, el empleado en las centrales termoeléctrica. El vapor que sale de la caldera (estado 1), es recalentado, a una presión relativamente alta, este es conducido a trabes de una tubería hasta la turbina donde recibe el vapor y produce una expansión isotrópica, permitiendo de esta forma mover su rotor y así producir el trabajo (Wt) necesario para moverel generador, el vapor sale de la turbina (estado 2), generalmente vapor húmedo a presión baja; pasa el condensador donde se transforma en liquido saturado (estado 3), en un proceso de extracción de calor (Qr) que se realiza a presión constante; allí el agua es tomada por la bomba y con un trabajo de bombeo (Wp) se aumenta la presión, en un proceso de compresión isotrópica hasta el estado liquidosub. enfriado (estado 4), donde se alcanza la presión del trabajo de la caldera; en esta se adiciona calor (Qa) transformando él liquido en vapor recalentado a través de un proceso a presión constante, obteniéndose nuevamente el vapor necesario para alimentar la turbina (estado 1).



El Ciclo de Recalentamiento Ideal
En el ciclo de Rankine ideal, la eficiencia se puede incrementar medianteel empleo de un sobre calentador. El proceso de sobrecalentamiento en general hace que se eleve la temperatura promedio a la cual se suministra calor al ciclo, elevando así la eficiencia teórica. Se puede lograr un aumento equivalente en la temperatura promedio durante el proceso de entrada de calor elevando la presión máxima del ciclo, es decir, la presión en la caldera. Esto puede dar porresultado un mayor costo inicial del generador de vapor, debido a la mayor presión que debe soportar, pero a través de los años la mayor eficiencia de toda la unidad compensa con creces ese desembolso.
En el ciclo de recalentamiento no se permite que el vapor se expanda completamente hasta la presión del condensador en una sola etapa.

Tipos de turbinas de vapor
1. Por la dirección del flujo devapor en el interior de la turbina
Una primera clasificación de las turbinas de vapor puede desarrollarse haciendo referencia a movimiento de la corriente de vapor dentro de cuerpo de la turbina. Según este criterio existen dos tipos de turbinas:
• Radiales. La circulación de vapor se establece en un plano perpendicular al eje de la turbina.
• Axiales. La circulación de vapor transcurreparalelamente al eje de la turbina.




2. Por su mecanismo de funcionamiento

Turbina axial:

Desde el punto de vista de su funcionamiento las turbinas axiales se pueden dividir en tres clases según el grado de reacción que presentan. Se define grado de reacción de una turbo máquina a la relación



Es decir a la disminución de entalpía en el rotor dividida por la disminución de entalpía total(entalpía más energía cinética específica) en el escalonamiento. Atendiendo a esto se tienen los tres casos característicos siguientes:

Turbina axial de acción con presión constante en el rotor.

La presión disminuye completamente en el estator mientras que se mantiene constante en el rotor donde la velocidad del fluido no varía apenas salvo una leva disminución por la fricción.
R≤ 0...