turbomaquinas

TURBOMÁQUINA

Las turbomáquinas son equipos diseñados para conseguir un intercambio energético entre un fluido (que pasa a su través de forma continua) y un eje de rotación, por medio del efecto dinámico de una o varias coronas de álabes (fijos y/o móviles). Los nombres que reciben las coronas fijas y móviles son, respectivamente, rotor (rodete, impulsor o hélice, según el tipo de máquina) yestator (voluta o carcasa, según el caso). Se diferencian de las máquinas de desplazamiento positivo en que existe continuidad entre el fluido que entra y, por tanto, el intercambio energético se produce de forma continua.

Una turbomáquina es una máquina cuyo elemento principal es un rodete (rotor) a través del cual pasa un fluido de forma continua, cambiando éste su cantidad de movimiento poracción de la máquina, dándose así una transferencia de energía entre la máquina y el fluido, la cual puede ser en sentido máquina-fluido o fluido-máquina.
Las turbomáquinas se diferencian de otras máquinas térmicas en el hecho de que funcionan de manera continua y no discreta, como es el caso de los compresores de émbolo, las bombas de vapor a pistón o los populares motores de pistón, las cualesson máquinas de desplazamiento volumétrico o positivo. A semejanza de otras máquinas térmicas, son transformadoras de energía, lo cual es una característica fundamental, entregándole energía mecánica al fluido de trabajo convirtiéndola en presión (energía potencial), energía térmica o energía cinética del fluido, pudiendo ser este intercambio en sentido contrario.
Las turbomáquinas se llamantambién máquinas de corriente o máquinas dinámicas y en ellas el intercambio de energía es debido a la variación del momento cinético del fluido en su paso por el órgano intercambiador de energía, dotado de movimiento rotativo, que se llamarodete. La ecuación de Euler o ecuación fundamental de las turbomáquinas, basada en el teorema del momento cinético, es básica para el estudio de estas máquinas. El fluido de las turbomáquinas puede ser un líquido o un gas y el órgano intercambiador de energía mecánica y de fluido, está dotado de movimiento rotativo; de allí la palabra Turbo o Turbinis de origen latín que significa que la máquina gira.
Este fluído de trabajo se utiliza para convertir la energía según una cascada que puede enunciarse como sigue:
Energía térmica (calor).
Energía potencial(presión).
Energía cinética (velocidad).
Intercambio de cantidad de movimiento.
Energía mecánica.
No todas las turbomáquinas comprenden la cascada completa de energía: algunas sólo incluyen algunos escalones. Por otra parte, la cascada no siempre se recorre en la dirección indicada, pudiendo tener lugar en la dirección opuesta. Las turbomáquinas que recorren la cascada en la dirección indicadase denominan “motrices”, y las que la recorren en la dirección opuesta se denominan “operadoras”.
Las turbomáquinas motrices reciben las siguientes denominaciones:
Si trabajan con líquidos, turbinas hidráulicas.
Si trabajan con gases, turbinas (de vapor, de gases de combustión, etc).
Las turbomáquinas operadoras se denominan:
Si trabajan con líquidos, bombas hidráulicas.
Si trabajan congases, compresores (altas presiones) o ventiladores o sopladores (bajas presiones).
Bajo muchas formas las turbomáquinas están presentes en nuestra vida cotidiana, desde los sencillos ventiladores y las bombas centrífugas que son de uso común, hasta las grandes turbinas hidráulicas de las centrales hidroeléctricas y las turbinas de vapor o a gas de las centrales térmicas son turbomáquinas. Esimportante destacar que las turbomáquinas son fundamentales en la conversión electromecánica de energía, es decir, la generación eléctrica. Es este hecho el cual convierte a las turbomáquinas en un objeto de gran importancia dentro de la ingeniería mecánica, la cual dedica mucho a su estudio y proyección.
El estudio de las turbomáquinas ha progresado mucho en las últimas décadas, pasando a ser un...