Turbomáquinas(turbinas y tipos)

Introducción

El presente trabajo introduce y explica el concepto de turbomáquinas. También se describen sus variantes y tipos, definiendo sus campos de aplicación y características principales.
Las turbomáquinas son dispositivos mecánicos que extraen energía de un fluido (turbinas), o agregan energía a un fluido (bombas) como resultado de las interacciones dinámicas entre el dispositivo y elfluido. Aunque el diseño y construcción reales de estos dispositivos a menudo requieren bastantes conocimientos y esfuerzo, sus principios de operación básicos son bastante simples.
Las turbomáquinas se clasifican como maquinas axiales, mixtas o radiales, dependiendo de la dirección predominante de la dirección del fluido con respecto al eje del rotor a medida que el fluido pasa por las aspas.Para una maquina axial el fluido mantiene una componente importante en la dirección de flujo axial desde la entrada hasta la salida del rotor. Para una maquina radial el flujo a través de las aspas incluye una componente sustancial de flujo radial en la entrada, salida o ambas cosas del rotor. En otras maquinas, denominadas maquinas mixtas, puede haber componentes significativas de velocidadradial o axial para el flujo a través de la hilera del rotor. Cada tipo de maquinas posee ventajas y desventaja para diferentes aplicaciones.

Reseña histórica de las turbinas

La historia de las turbomáquinas se remonta a la antigua Persia y china, donde se usaron molinos de viento. Las norias, que consiste en una gran rueda con aletas transversales que se coloca parcialmente sumergida en uncurso de agua, el cual, gracias a las aletas, imprime a la rueda un movimiento continuo. Ésta, posee en su perímetro una hilera de recipientes (usualmente cangilones), que con el movimiento de la rueda se llenan de agua, la elevan y la depositan en un conducto asociado a la noria que la distribuye.

Noria en Algeciras, España.
Estas han formado parte habitual del paisaje europeo durante siglos,así como los molinos de agua y de viento, formando ambos parte sustancial del entramado social e industrial, hasta la revolución de la maquina de vapor.
La maquina de vapor, de embolo fue dejando paso progresivamente a la turbina de vapor en grandes tamaños, mientras que se dio lugar a los motores alternativos en los pequeños.
Las primeras aplicaciones de turbinas de vapor con repercusiónindustrial son de mediados del siglo XIX, aunque se conocían con anterioridad. Su desarrollo fue rápido y exitoso, dadas las condiciones favorables del flujo en ellas y las no muy altas solicitaciones térmicas por la temperatura moderada del vapor, de pocos cientos de grados centígrados. También favoreció su fácil y exitoso desarrollo el hecho de que la compresión en un ciclo de vapor se realiza conagua lo cual requiere de poca potencia y pueda obtenerse fácilmente.
La turbina de gas a que se desarrollaran compresores de la suficiente eficiencia para permitir que la diferencia entre la potencia consumida por este elemento y la obtenida por la turbina asociada, diese un remanente de potencia útil. Esto no ocurrió hasta finales de la década de 1930. No obstante la fuerte motivación que supusoel interés en el desarrollo del turborreactor provoco un rápido progreso hasta nuestros días.

Turbina

Turbina es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinas motoras, tanto si el flujo es compresible como si es incompresible. Éstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entrega su energía a través de un rodete con paletas oálabes.
Las turbinas son dispositivos que extraen energía de un fluido que circula. La geometría de la turbina es tal que el fluido ejerce una torca sobre el rotor en la dirección de su rotación. La potencia del eje generada esta disponible para accionar generadores u otros dispositivos.
Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estator, siendo la primera la...