Turbomaquinas

TURBOMAQUINAS
INTRODUCCION.
Una turbomaquina consta fundamentalmente de una rueda de alabes (rodete) que gira alrededor de un eje cuando pasa un fluido por su interior. Esta fuerza al desplazarse con el alabe realiza un trabajo llamado trabajo interior en el eje.
En el rodete tiene lugar una transformación de energía del flujo en energía mecánica en el eje de la maquina o al revés. Llamadasturbomaquinas productoras de energía (turbinas) o turbomaquinas consumidoras de energía (bombas hidráulicas, turbocompresores, etc.).
Además del rodete, existen órganos fijos que sirven para dirigir el flujo y en donde de una manera parcial o total hay transformación de energía potencial en energía cinética.
CLASIFICACION FUNDAMENTAL.
TURBINAS DE ACCION:
Una turbina de acción es en la cual loschorros de la turbina están sujetos a un punto dentro de la carcasa de la turbina, y las palas están dispuestas en los bordes de ruedas que giran alrededor de un eje central. El vapor pasa a través de las boquillas y alcanza las palas. Estas absorben una parte de la energía cinética del vapor en expansión, lo que hace girar la rueda y con ella el eje al que está unida. La turbina esta diseñada deforma que el vapor que entra por un extremo de la misma se expande a través de una serie de boquillas hasta que a perdido la mayor parte de su energía interna.
TURBINAS DE REACCION:
Turbina de reacción la energía mecánica se obtiene de la aceleración del vapor en expansión. Las turbinas de este tipo cuentan con dos grupos de palas unas móviles y otras fijas. Las palas esta colocadas de forma quecada par actúa como una boquilla a través de la cual pasa el vapor mientras se expande. Las palas de las turbinas de reacción suelen montarse en un tambor en lugar de una rueda, el tambor actúa como eje de la turbina.

GRADO DE REACCION.
La variación de presión que sufre el flujo en el rodete es lo que define en cada turbomaquina la parte de reacción que tiene.

Que tendrá un valor situadoentre 0 (para turbomaquinas de acción) y 1 (turbomaquinas de reacción pura).

CLASIFICACION SEGÚN LA DIRECCION DEL FLUJO EN EL RODETE.
Según la dirección del flujo en el rodete, las turbomaquinas pueden ser axiales, radiales o mixtas.
En la actualidad, lo más usual en las distintas turbomaquinas es que sean como sigue:
* Las turbinas de vapor: Axiales.
* Las turbinas de gas: Axiales.* Las turbinas hidráulicas: Axiales y mixtas.
* Las bombas hidráulicas: axiales radiales y mixtas
* Los turbocompresores: axiales y radiales.

PERDIDAS EN TURBOMÁQUINAS.
Podemos distinguir tres tipos de pérdidas: hidráulicas, volumétricas y mecánicas.
Las perdidas hidráulicas y las volumétricas son interiores las cuales son denominadas perdidas internas. Son las pérdidas de energíaque tiene lugar en el flujo, entre la entrada E y la salida S de la turbomaquina.
En bombas la sección de entrada E se toma inmediatamente antes de la brida de conexión con la tubería de aspiración, y la sección de salida S inmediatamente después de la brida de conexión con la tubería de impulsión.
En turbinas hidráulicas las normas son diferentes para los distintos tipos.
PERDIDAS HIDRAULICAS.Las pérdidas hidráulicas pueden deberse a las siguientes causas:
1. Perdidas por rozamiento del flujo, ya que por ser flujo altamente turbulento el coeficiente de fricción resulta independiente del numero de Reynolds:

2. Perdidas por choques, cuando el flujo no entra tangente a los alabes originando remolinos y turbulencias disipando así mucha energía.

3. En ciertasturbomaquinas la velocidad de salida tiene cierta importancia y no se utiliza lo que representaría una perdida:

En otras la energía de salida es pequeña por lo que es despreciable (turbinas francis).

PERDIDAS VOLUMETRICAS:
Entre el rodete y la carcasa para un caudal q cuya energía se desperdicia por lo que el caudal que circula por el interior del rodete seria pues:
a) Turbinas:

b) Bombas:...