Turbinas
Páginas: 23 (5739 palabras)
Publicado: 9 de octubre de 2011
TURBINAS
Las turbinas son máquinas motoras, que transforman la energía del fluido en un movimiento rotacional, no poseen órganos que desarrollen movimientos alternativos. Esto logra que eliminen las fierzas de inercia que son uno de los principales inconvenientes de las maquinas alternativas. También se aumenta el rendimiento mecánico por tener menos elementos rozantes.
Estas máquinaspueden ser hidráulicas o térmicas, según el fluido que utilicen para producir la transformación de energía.
TURBINAS DE VAPOR
El principio de funcionamiento de las turbinas a vapor se basa en la expansión del vapor en una tobera, o conjuntamente en los álabes del rotor, que transforman la energía térmica del vapor en energía cinética. Estos logran que se produzca un cambio de dirección y sentidoen el chorro de vapor, este cambio en la cantidad de movimiento genera una fuerza de impulsión sobre el mismo.
Clasificación de turbinas a vapor
Podemos encontrar dos tipos de turbinas a vapor:
• De acción: la expansión del vapor se produce enteramente en un órgano fijo( tobera), los álabes del rotor solo tienen la función de producir el cambio de dirección del vapor.
• Dereacción: en la cual la expansión del vapor se produce tanto en elementos fijos( toberas) como móviles( alabes).
Tipos De Turbinas
[pic]
Sin escalonamientos: Son turbinas de construcción sencilla, con un rodete único y sin escalonamientos. Estas turbinas pueden alcanzar hasta 30000 rpm.
Con escalonamientos: El objetivo de los escalonamientos en la turbina de vapor es disminuir la velocidaddel rodete conservando una velocidad de los alabes próxima al valor optimo con relación a la velocidad del chorro de vapor. Consiguen mejores rendimientos que las mono etapa, además pueden absorber flujos de vapor de mucha mayor presión, por lo que se utilizan para turbinas de alta potencia.
Escalonamientos de velocidad
Su fundamento estriba en producir la expansión completa del vapor entoberas o distribuidores fijos, así el vapor adquiere una velocidad bastante elevada, velocidad que es absorbida gradualmente por varias ruedas sucesivas.
[pic]
Escalonamientos de Presión
Se trata simplemente de dividir salto entálpico total disponible en n saltos más pequeños. Para cada salto pequeño se diseña un para tobera-rodete optimizado. Si el par tobera-rodete es óptimo, el vapor salecon un ángulo de 90º del rodete (perpendicular al rodete). Así que la siguiente etapa de toberas-rodete parte con una tobera que admite el vapor en forma perpendicular.
[pic]
Ciclo Teórico
El Ciclo de Rankine es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversión de calor en trabajo, constituyendo lo que se denomina un ciclo de potencia. Como cualquier otro ciclo de potencia, sueficiencia está acotada por la eficiencia termodinámica de un Ciclo de Carnot que operase entre los mismos focos térmicos (límite máximo que impone el Segundo Principio de la termodinámica)
[pic]
El diagrama T-s de un ciclo Rankine ideal está formado por cuatro procesos: dos isoentrópicos y dos isóbaricos. La bomba y la turbina son los equipos que operan según procesos isoentrópicos(adiabáticos e internamente reversibles). La caldera y el condensador operan sin pérdidas de carga y por tanto sin caídas de presión. Los estados principales del ciclo quedan definidos por los números del 1 al 4 en el diagrama T-s (1: vapor sobrecalentado; 2: mezcla bifásica de título elevado o vapor húmedo; 3: líquido saturado; 4: líquido sobre enfriado). Los procesos que tenemos son los siguientes para elciclo ideal (procesos internamente reversibles):
• Proceso 1-2: Expansión isoentrópica del fluido de trabajo en la turbina desde la presión de la caldera hasta la presión del condensador. Se realiza en la turbina de vapor y se genera potencia en el eje de la misma.
• Proceso 2-3: Transmisión de calor a presión constante desde el fluido de trabajo hacia el circuito de refrigeración,...
Las turbinas son máquinas motoras, que transforman la energía del fluido en un movimiento rotacional, no poseen órganos que desarrollen movimientos alternativos. Esto logra que eliminen las fierzas de inercia que son uno de los principales inconvenientes de las maquinas alternativas. También se aumenta el rendimiento mecánico por tener menos elementos rozantes.
Estas máquinaspueden ser hidráulicas o térmicas, según el fluido que utilicen para producir la transformación de energía.
TURBINAS DE VAPOR
El principio de funcionamiento de las turbinas a vapor se basa en la expansión del vapor en una tobera, o conjuntamente en los álabes del rotor, que transforman la energía térmica del vapor en energía cinética. Estos logran que se produzca un cambio de dirección y sentidoen el chorro de vapor, este cambio en la cantidad de movimiento genera una fuerza de impulsión sobre el mismo.
Clasificación de turbinas a vapor
Podemos encontrar dos tipos de turbinas a vapor:
• De acción: la expansión del vapor se produce enteramente en un órgano fijo( tobera), los álabes del rotor solo tienen la función de producir el cambio de dirección del vapor.
• Dereacción: en la cual la expansión del vapor se produce tanto en elementos fijos( toberas) como móviles( alabes).
Tipos De Turbinas
[pic]
Sin escalonamientos: Son turbinas de construcción sencilla, con un rodete único y sin escalonamientos. Estas turbinas pueden alcanzar hasta 30000 rpm.
Con escalonamientos: El objetivo de los escalonamientos en la turbina de vapor es disminuir la velocidaddel rodete conservando una velocidad de los alabes próxima al valor optimo con relación a la velocidad del chorro de vapor. Consiguen mejores rendimientos que las mono etapa, además pueden absorber flujos de vapor de mucha mayor presión, por lo que se utilizan para turbinas de alta potencia.
Escalonamientos de velocidad
Su fundamento estriba en producir la expansión completa del vapor entoberas o distribuidores fijos, así el vapor adquiere una velocidad bastante elevada, velocidad que es absorbida gradualmente por varias ruedas sucesivas.
[pic]
Escalonamientos de Presión
Se trata simplemente de dividir salto entálpico total disponible en n saltos más pequeños. Para cada salto pequeño se diseña un para tobera-rodete optimizado. Si el par tobera-rodete es óptimo, el vapor salecon un ángulo de 90º del rodete (perpendicular al rodete). Así que la siguiente etapa de toberas-rodete parte con una tobera que admite el vapor en forma perpendicular.
[pic]
Ciclo Teórico
El Ciclo de Rankine es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversión de calor en trabajo, constituyendo lo que se denomina un ciclo de potencia. Como cualquier otro ciclo de potencia, sueficiencia está acotada por la eficiencia termodinámica de un Ciclo de Carnot que operase entre los mismos focos térmicos (límite máximo que impone el Segundo Principio de la termodinámica)
[pic]
El diagrama T-s de un ciclo Rankine ideal está formado por cuatro procesos: dos isoentrópicos y dos isóbaricos. La bomba y la turbina son los equipos que operan según procesos isoentrópicos(adiabáticos e internamente reversibles). La caldera y el condensador operan sin pérdidas de carga y por tanto sin caídas de presión. Los estados principales del ciclo quedan definidos por los números del 1 al 4 en el diagrama T-s (1: vapor sobrecalentado; 2: mezcla bifásica de título elevado o vapor húmedo; 3: líquido saturado; 4: líquido sobre enfriado). Los procesos que tenemos son los siguientes para elciclo ideal (procesos internamente reversibles):
• Proceso 1-2: Expansión isoentrópica del fluido de trabajo en la turbina desde la presión de la caldera hasta la presión del condensador. Se realiza en la turbina de vapor y se genera potencia en el eje de la misma.
• Proceso 2-3: Transmisión de calor a presión constante desde el fluido de trabajo hacia el circuito de refrigeración,...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.