turbinas de generacion

7/23/2019 Turbinas de generacion

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INTRODUCCIN

Generacin y transporte de electricidad es el conjunto de instalaciones que se utilizan paratransformar otros tipos de energa en electricidad y transportarla hasta los lugares donde seconsume. La generacin y transporte de energa en forma de electricidad tiene importantes

ventajas econmicas debido al costo por unidad generada. Las instalaciones elctricastambin permiten utilizar la energa hidroelctrica a mucha distancia del lugar donde segenera. Estas instalaciones suelen utilizar corriente alterna, ya que es fcil reducir o elevarel voltaje con transformadores. De esta manera, cada parte del sistema puede funcionar conel voltaje apropiado. Las instalaciones elctricas tienen seis elementos principales:

y La central elctricay Los transformadores, que elevan el voltaje de la energa elctrica generada a las

altas tensiones utilizadas en las lneas de transportey Las lneas de transportey Las subestaciones donde la seal baja su voltaje para adecuarse a las lneas de

distribuciny Las lneas de distribuciny Los transformadores que bajan el voltaje al valorutilizado por los consumidores.

En una instalacin normal, los generadores de la central elctrica suministran voltajes de26.000 voltios; voltajes superiores no son adecuados por las dificultades que presenta suaislamiento y por el riesgo de cortocircuitos y sus consecuencias. Este voltaje se elevamediante transformadores a tensiones entre 138.000 y 765.000 voltios para la lnea detransporte primaria (cuanto ms alta es la tensin en la lnea, menor es la corriente ymenores son las prdidas, ya que stas son proporcionales al cuadrado de la intensidad decorriente). En la subestacin, el voltaje se transforma en tensiones entre 69.000 y 138.000voltios para que sea posible transferir la electricidad al sistema de distribucin. La tensinse baja de nuevo con transformadores en cada punto de distribucin. La industria pesadasuele trabajar a 33.000 voltios (33 kilovoltios), y los trenes elctricos requieren de 15 a 25kilovoltios. Para su suministro a los consumidores se baja ms la tensin: la industria sueletrabajar a tensiones entre 380 y 415 voltios, y las viviendas reciben entre 220 y 240 voltiosen algunos pases y entre 110 y 125 en otros.


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Reddeenergaelctrica

En una central hidroelctrica, el agua que cae de una presa hace girar turbinas que impulsangeneradores elctricos. La electricidad se transporta a una estacin de transmisin, dondeun transformador convierte la corriente de baja tensin en una corriente de alta tensin. Laelectricidad se transporta por cables de alta tensin a las estaciones de distribucin, dondese reduce la tensin mediante transformadores hasta niveles adecuados para los usuarios.Las lneas primarias pueden transmitir electricidad con tensiones de hasta 500.000 voltios o

ms. Las lneas secundarias que van a las viviendas tienen tensiones de 220 o 110 voltios.

El desarrollo actual de los rectificadores de estado slido para alta tensin hace posible unaconversin econmica de alta tensin de corriente alterna a alta tensin de corrientecontinua para la distribucin de electricidad. Esto evita las prdidas inductivas y capacitivasque se producen en la transmisin de corriente alterna.

La estacin central de una instalacin elctrica consta de una mquina motriz, como unaturbina de combustin, que mueve un generador elctrico. La mayor parte de la energaelctrica del mundo se genera en centrales trmicas alimentadas con carbn, aceite, energanuclear o gas; una pequea parte se genera en centrales hidroelctricas, diesel o provistas

de otros sistemas de combustin interna.Las lneas de conduccin se pueden diferenciar segn su funcin secundaria en lneas detransporte (altos voltajes) y lneas de distribucin (bajos voltajes). Las primeras seidentifican a primera vista por el tamao de las torres o apoyos, la distancia entreconductores, las largas series de platillos de que constan los aisladores y la existencia deuna lnea superior de cable ms fino que es la lnea de tierra. Las lneas de distribucin,tambin denominadas terciarias, son las ltimas existentes antes de llegar la electricidad al


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usuario, y reciben aquella denominacin por tratarse de las que distribuyen la electricidad alltimo eslabn de la cadena.

Las lneas de conduccin de alta tensin suelen estar formadas por cables de cobre,aluminio o acero recubierto de aluminio o cobre. Estos cables estn suspendidos de postes o

pilones, altas torres de acero, mediante una sucesin de aislantes de porcelana. Gracias a lautilizacin de cables de acero recubierto y altas torres, la distancia entre stas puede sermayor, lo que reduce el coste del tendido de las lneas de conduccin; las ms modernas,con tendido en lnea recta, se construyen con menos de cuatro torres por kilmetro. Enalgunas zonas, las lneas de alta tensin se cuelgan de postes de madera; para las lneas dedistribucin, a menor tensin, suelen ser postes de madera, ms adecuados que las torres deacero. En las ciudades y otras reas donde los cables areos son peligrosos se utilizancables aislados subterrneos. Algunos cables tienen el centro hueco para que circule aceitea bajapresin. El aceite proporciona una proteccin temporal contra el agua, que podraproducir fugas en el cable. Se utilizan con frecuencia tubos rellenos con muchos cables yaceite a alta presin (unas 15 atmsferas) para la transmisin de tensiones de hasta 345kilovoltios.

Cualquier sistema de distribucin de electricidad requiere una serie de equipossuplementarios para proteger los generadores, transformadores y las propias lneas deconduccin. Suelen incluir dispositivos diseados para regular la tensin que seproporciona a los usuarios y corregir el factor depotencia del sistema.

Los cortacircuitos se utilizan para proteger todos los elementos de la instalacin contracortocircuitos y sobrecargas y para realizar las operaciones de conmutacin ordinarias.Estos cortacircuitos son grandes interruptores que se activan de modo automtico cuandoocurre un cortocircuito o cuando una circunstancia anmala produce una subida repentinade la corriente. En el momento en el que este dispositivo interrumpe la corriente se formaun arco elctrico entre sus terminales. Para evitar este arco, los grandes cortacircuitos,como los utilizados para proteger los generadores y las secciones de las lneas deconduccin primarias, estn sumergidos en un lquido aislante, por lo general aceite.Tambin se utilizan campos magnticos para romper el arco. En tiendas, fbricas yviviendas se utilizan pequeos cortacircuitos diferenciales. Los aparatos elctricos tambinincorporan unos cortacircuitos llamados fusibles, consistentes en un alambre de unaaleacin de bajo punto de fusin; el fusible se introduce en el circuito y se funde si lacorriente aumenta por encima de un valor predeterminado.

FALLOSDEL SISTEMA

En muchas zonas del mundo las instalaciones locales o nacionales estn conectadasformando una red. Esta red de conexiones permite que la electricidad generada en un rease comparta con otras zonas. Cada empresa aumenta su capacidad de reserva y comparte elriesgo de apagones.

Estas redes son enormes y complejos sistemas compuestos y operados porgrupos diversos.Representan una ventaja econmica pero aumentan el riesgo de un apagn generalizado, yaque si un pequeo cortocircuito se produce en una zona, por sobrecarga en las zonas


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cercanas se puede transmitir en cadena a todo el pas. Muchos hospitales, edificiospblicos, centros comerciales y otras instalaciones que dependen de la energa elctricatienen sus propios generadores para eliminar el riesgo de apagones.

REGULACINDEL VOLTAJE

Laslargaslneasdeconduccin presentaninductancia,capacitancia y resistenciaalpasodelacorrienteelctrica. El efecto de la inductancia y de la capacitancia de la lneaes la variacin de la tensin si vara la corriente, por lo que la tensin suministrada varacon la carga acoplada. Se utilizan muchos tipos de dispositivos para regular esta variacinno deseada. La regulacin de la tensin se consigue con reguladores de la induccin ymotores sncronos de tres fases, tambin llamados condensadores sncronos. Ambos varanlos valores eficaces de la inductancia y la capacitancia en el circuito de transmisin. Ya quela inductancia y la capacitancia tienden a anularse entre s, cuando la carga del circuitotiene mayor reactancia inductiva que capacitiva (lo que suele ocurrir en las grandesinstalaciones) la potencia suministrada para una tensin y corriente determinadas es menorque si las dos son iguales. La relacin entre esas dos cantidades de potencia se llama factorde potencia. Como las prdidas en las lneas de conduccin son proporcionales a laintensidad de corriente, se aumenta la capacitancia para que el factor de potencia tenga unvalor lo ms cercano posible a 1. Por esta razn se suelen instalar grandes condensadores enlos sistemas de transmisin de electricidad.

PERDIDA DURANTEEL TRANSPORTE

La energa se va perdiendo desde la central elctrica hasta cada hogar de la ciudad por:

y RESISTIVIDAD: Que provoca que la corriente elctrica no llegue con la mismaintensidad debido a la oposicin que presenta el conductor al paso de la corriente.La resistencia que ofrece el cable depende de su:

-Dimetro o rea de la seccin transversal. La conductividad disminuye al disminuir elgrosor del cable (a mayor dimetro, menor nmero del cable)

-Material con que est hecho

-Longitud. La conductividad de un cable es inversamente proporcional a la longitud y laresistencia es directamente proporcional a la longitud.

-Cambios de temperatura que sufre. Al paso de la corriente, la resistividad se veincrementada ligeramente al aumentar su temperatura.

y CAPACITANCIA: Porque a medida que se transfiera ms carga al conductor, elpotencial del conductor se vuelve ms alto, lo que hace ms difcil transferirle mscarga. El conductor tiene una capacitancia determinada para almacenar carga quedepende del tamao y forma del conductor, as como de su medio circundante.


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Electricidad

ns La energa elctrica se ha convertido en parte de nuestra vida diaria. Sin ella,difcilmente podramos imaginarnos los niveles de progreso que el mundo ha alcanzado,pero qu es la electricidad, cmo se produce y cmo llega a nuestros hogares?

Ya vimos que la energa puede ser conducida de un lugar o de un objeto a otro(conduccin). Eso mismo ocurre con la electricidad. Es vlido hablar de la "corrienteelctrica", pues a travs de un elemento conductor, laenerga fluye y llegaanuestraslmparas,televisores,refrigeradores y demsequiposdomsticos que la consumen.

Tambin conviene tener presente que la energa elctrica que utilizamos est sujeta adistintosprocesos de generacin,transformacin,transmisin y distribucin, ya que noes lo mismo generar electricidad mediante combustibles fsiles que con energa solar onuclear. Tampoco es lo mismo transmitir la electricidad generada por pequeos sistemaselicos y/o fotovoltaicos que la producida en las grandes hidroelctricas, que debe ser

llevada a cientos de kilmetros de distancia y a muy altos voltajes.Pero queslaelectricidad? Toda la materia est compuesta por tomos y stos porpartculas ms pequeas, una de las cuales es el electrn. Un modelo muy utilizado parailustrar la conformacin del tomo (ver figura) lo representa con los electrones girando entorno al ncleo del tomo, como lo hace la Luna alrededor de la Tierra.

El ncleo del tomo est integrado porneutrones y protones. Los electronestienen una carga negativa, los protones una carga positiva y los neutrones, como su nombre

lo indica, son neutros: carecen de carga positiva o negativa. (Por cierto, el tomo, segn losantiguos filsofos griegos, era la parte ms pequea en que se poda dividir o fraccionar lamateria; ahora sabemos que existen partculas subatmicas y la ciencia ha descubierto quetambin hay partculas de "antimateria": positrn, antiprotn, etc., que al unirse a lasprimeras se aniquilan recprocamente).

Pues bien, algunos tipos de materiales estn compuestos por tomos que pierdenfcilmente sus electrones, y stos pueden pasar de un tomo a otro. En trminos sencillos,la electricidad no es otra cosa que electrones en movimiento. As, cuando stos se muevenentre los tomos de la materia, se crea una corriente de electricidad. Es lo que sucede enlos cables que llevan la electricidad a su hogar: a travs de ellos van pasando los

electrones, y lo hacen casi a la velocidadde la luz.

Sin embargo, es conveniente saber que laelectricidad fluyemejorenalgunosmaterialesqueenotros. Antes vimos que esto mismo sucede con el calor, pues en ambos casos haybuenos o malos conductores de la energa. Por ejemplo, la resistencia que un cable ofrece alpaso de la corriente elctrica depende y se mide por su grosor, longitud y el metal de queest hecho. A menor resistencia del cable, mejor ser la conduccin de la electricidad en elmismo. Eloro,la plata,elcobre y elaluminio son excelentes conductores de electricidad.


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Los dos primeros resultaran demasiado caros para ser utilizados en los millones dekilmetros de lneas elctricas que existen en el planeta; de ah que el cobre sea utilizadoms que cualquier otro metal en las instalaciones elctricas.La fuerza elctrica que "empuja" los electrones es medida en Voltios. (La primera pilaelctrica fue inventada por el cientfico italiano Alejandro Volta, y en su honor se le

denomin "Voltio" a esta medida elctrica). En Mxico utilizamos energa elctrica de 110voltios en nuestros hogares, pero en la industria y otras actividades se emplean, en ciertoscasos, 220 voltios e incluso voltajes superiores para mover maquinaria y grandes equipos.En pases europeos lo normal es el uso de 220 voltios para todos los aparatos elctricos delhogar.

As como se miden y se pesan las cosas que usamos o consumimos normalmente, tambinla energa elctrica se mide en Watts-hora. El Watt es una unidad de potencia y equivale aun Joule por segundo. Para efectos prcticos, en nuestra factura de consumo de energaelctrica se nos cobra por la cantidad de kiloWatts-hora (kWh) que hayamos consumidodurante un periodo determinado (generalmente, dos meses). Un kiloWatt-hora equivale a laenerga que consumen:

y Un foco de 100 watts encendido durante diez horasy 10 focos de 100 watts encendidos durante una horay Una plancha utilizada durante una horay Un televisor encendido durante veinte horasy Un refrigerador pequeo en un day Una computadora utilizada un poco ms de 6 horas y media

Recuerde que "kilo" significa mil, por lo que un "kiloWatt"-hora equivale a mil Watts-hora.En los campos de la generacin y consumo de electricidad, se utilizan los megaWatts(MW), equivalentes a millones de Watts; los gigaWatts (GW), miles de millones; y losteraWatts (TW), billones de Watts).

Cmosegeneralaelectricidad?

Hasta aqu hemos visto que la electricidad fluye a travs de los cables, generalmente decobre o aluminio, hasta llegar a nuestras lmparas, televisores, radios y cualquier otroaparato que tengamos en casa. Pero cmo se produce la electricidad y de dnde nos llega?

Veamos, pues, cmo se genera la electricidad que consumimos en el hogar, pero antes esconveniente sealar que hay varias fuentes que se utilizan para generar electricidad: elmovimientodelagua que corre o cae, el calor para producir vapor y mover turbinas, lageotermia (el calor interior de la Tierra), la energa nuclear(del tomo) y las energasrenovables:solar,elica (de los vientos) y de la biomasa (lea, carbn,basura y rastrojosdel campo).

Tambin es importante saber que en Mxico el 75% de la electricidad se genera a base decombustibles fsiles utilizados en plantasocentralestermoelctricas (que producen calory vapor para mover los generadores), las cuales consumen gas natural, combustleo ycarbn. (Si la central consume carbn, se le denomina carboelctrica). "Dual" es un


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trmino que se aplica a lasplantas que pueden consumir indistintamente dos de estoscombustibles.

La mayora de las plantas generadoras de electricidad queman alguno de esos combustibles

fsiles para producir calor y vapor de agua en una caldera. El vapor es elevado a una granpresin y llevado a una turbina, la cual est conectada a un generador y cuando ste gira,convierteesemovimientogiratorioenelectricidad. Despus de que el vapor pasa atravs de la turbina, es llevado a una torre de enfriamiento, donde se condensa y seconvierte nuevamente en agua lquida para ser utilizada otra vez en la caldera y repetir elproceso indefinidamente. (Ver el diagrama).

Existen termoelctricas llamadas de "ciclocombinado"; en ellas, los gases calientes de lacombustin del gas natural que pasaron por la turbina pueden volverse a aprovechar,introducindolos a calderas que generan vapor para mover otra turbina y un segundogenerador.

En todos los casos, la turbina est unida por su eje al generador, el cual contiene un rotorbobinado que gira dentro de un campo magntico estacionario con espiras (embobinado) deun largo y grueso cable. Cuando giran el eje de la turbina y el magneto que est dentro delgenerador, se produce una corriente de electricidad en el cable. Por qu? Esto se explicapor el llamado electromagnetismo, que descrito en trminos sencillos consiste en losiguiente: cuando un cable o cualquier material conductor de electricidad se mueve a travsde un campo magntico -cortando lneas de fuerza magnticas-, se produce una corrienteelctrica en el cable.

Para una mejor comprensin, se puede decir que un generador es como un motorelctrico,

pero al revs: en vez de usar energa elctrica para hacer girar el motor, el eje de la turbinahace girar el motor para producir electricidad. La electricidad producida en el generadoralcanza unos 25 mil voltios. En la planta ese voltaje es elevado a 400 mil voltios para que laelectricidad pueda viajar a largas distancias a travs de cables de alta tensin y, despus,mediante transformadores que reducen el voltaje, llega a nuestros hogares, escuelas,industrias, comercios, oficinas, etc.


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Las plantas nucleares utilizan la energa nuclear -del tomo- para producir calor queconvierte el agua en el vapor necesario para mover las turbinas y los generadores. Otrasplantas aprovechan el agua caliente o el vapor proveniente del interior de la Tierra(geotermia), sin necesidad de emplear combustible fsil o nuclear (uranio).

Qusonlossistemasdetransmisinelctrica?Uno de los grandesproblemas de laelectricidad es que no puedealmacenarse, sino quedebe ser transmitida y utilizada en el momento mismo que se genera. Este problema noqueda resuelto con el uso de acumuladores o bateras, como las que utilizan los coches y lossistemas fotovoltaicos, pues slo son capaces de conservar cantidades pequeas de energay por muy poco tiempo. Conservar la electricidad que producen las grandes plantashidroelctricas y termoelctricas es un reto para la ciencia y la tecnologa. En algunoslugares, se aprovechan los excedentes de energa elctrica o la energa solarpara bombearagua a depsitos o presas situados a cierta altura; el agua despus se utiliza para moverturbinas y generadores, como se hace en las plantas hidroelctricas.

En cuanto se produce la electricidad en las plantas, una enorme red de cables tendidos einterconectados a lo largo y ancho del pas, se encargan de hacerla llegar, casiinstantneamente, a todos los lugares de consumo: hogares, fbricas, talleres, comercios,oficinas, etc. Miles de trabajadores vigilan da y noche que no se produzcan fallas en elservicio; cuando stas ocurren, acuden, a la brevedad posible, a reparar las lneas pararestablecer la energa. A tal efecto, hay centros de monitoreo, estratgicamente situados,para mantener una vigilancia permanente en toda la red. A veces, los vientos, las lluvias ylos rayos, entre otras causas, afectan las lneas de transmisin, las cuales deben serrevisadas y reparadas por los tcnicos, ya sea en las ciudades o en el campo.

Ya vimos que cada uno de los generadores de las plantas hidroelctricas y termoelctricasproducen electricidad de unos 25 mil voltios. ( Recuerde que el Voltio es la medida de lafuerza con que fluye la electricidad y debe su nombre a Alejandro Volta, un cientficoitaliano que invent la primera pila elctrica). Ese voltaje inicial es elevado, en las propiasinstalaciones de la planta, hasta unos 400 mil voltios, pues la energa elctrica puede sertransmitida con una mayoreficiencia a altos voltajes. Es as como viaja por cables de altatensin y torres que los sostienen, a lo largo de cientos de kilmetros, hasta los lugaresdonde ser consumida.

Del estado de Chiapas a la ciudad de Mxico un avin comercial tarda ms de una hora enllegar. La electricidad cubre ese trayecto en una fraccin de segundo, pues viajaprcticamente a la velocidad de la luz. Antes de llegar a nuestros hogares, oficinas, fbricas,talleres y comercios, el voltaje es reducido en subestaciones y mediante transformadorescercanos a los lugares de consumo. En las ciudades, el cableado elctrico puede ser areo osubterrneo. Para hacer llegar la electricidad a islas pobladas, se utilizan cables submarinos.

Cuando la electricidad entra a nuestra casa, pasa por un medidor. La " lectura" del medidorgeneralmente la efecta (cada dos meses) un empleado de la compaa que nos proporcionael servicio elctrico en nuestro hogar, oficina, taller, etc. El medidormarca la cantidad dekiloWatts-hora que consumimos cada da en iluminacin, refrigeracin, aire acondicionado,


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televisin, radio, etc. Es importante que usted tambin conozca cmo hacer la "lectura" desu medidor y los datos que contiene su factura por consumo de electricidad

CONCLUSIN:

Las plantas transforman la energa con alto voltaje en energa con medio voltaje por mediode subestaciones, despus pasan a los transformadores y la transforman en energa de bajovoltaje para que llegue a las casas. En el camino se va perdiendo energa debido a variosfactores. En la casa se utilizan watts por comodidad para realizar los pagos en la CFE, yaque se mide la cantidad de transferencia de energa en un determinado tiempo, ya que elvolt se refiere nicamente a la circulacin de la corriente sin especificar el tiempo en queocurre, por lo que es mas difcil cobrar. A cada casa le corresponde un determinado voltaje(constante), aunque no se utilice todo, ya que los watts que consumen los aparatoselctricos vara.


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TURBINA HIDRAULICA: Componente que recibe a energa del agua y la transforma en energamecnica, para luego entregarla al Generador Elctrico. LasTurbinas Tipo Michel Banki ofrecegrandes bondades: Altas eficiencias a cargas parciales, son robustas, su operacin ymantenimiento es simple, costo econmico y larga duracin. Comparativamente es una tecnologiasuperior a los otros tipos de turbinas existentes en el mercado. Nuestra tecnologa han sidodesarrollada con pruebas de laboratorio.

VALVULA PRINCIPAL: Componente que se instala en la parteinferior de la Tubera de Presin.

JUNTA DE MONTAJE: Es el componente que conecta la Vlvula

principal y la entrada de la Turbina .

GENERADOR ELECTRICO : Es la que recibe la energa mecnica dela Turbina hidrulica y la transforma en energa elctrica, paraluego entregrsela al Tablero de Control de Medicin y Regulador

Automatico de Velocidad.

TABLERO DE CONTROL Y GOBERNADOR DE VELOCIDAD TIPO ELECTRONICO : Recibe laenerga del Generador elctrico, y en ella podemos observar los valores de la tensin, Corriente,frecuencia, potencia activa y reactiva, factor de potencia.

El Regulador de velocidad opera realizando transferencia de carga, desde la carga principal a la

carga secundaria y viceversa. El Regulador cuenta con una carga secundaria para disipar laenerga.

SISTEMA DE TRANSMISION DE POTENCIA : Permite transmitir la energa mecnica de laTurbina hidrulica hacia el Generador Elctrico. Puede ser un acoplamiento directo, si la Turbinagira a la velocidad sncrona del Generador Elctrico.En caso contrario se utiliza poleas y fajas o engranajes, para multiplicar la velocidad, pues lo quese requiere es que el generador siempre gire a su velocidad sincrona.


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Turbomquina

Ventilador de escritorio Westinghouse antiguo, fcilmente se puede identificar que es unaturbomquina, obsrvese que intercambia energa con el aire que impulsa y que su parteprincipal es una rueda con palas.

Esquema de un "turbofn", un motor que combina diversos tipos de turbomquinastrmicas.

Una turbomquina es una mquina cuyo elemento principal es un rodete (rotor) a travsdel cual pasa un fluido de forma continua, cambiando ste su cantidad de movimiento poraccin de la mquina, dndose as una transferencia de energa entre la mquina y el fluido,la cual puede ser en sentido mquina-fluido o fluido-mquina.

Las turbomquinas se diferencian de otras mquinas trmicas en el hecho de que funcionan

de manera continua y no discreta, como es el caso de los compresores de mbolo, lasbombas de vapora pistn o los populares motores de pistn, las cuales son mquinas dedesplazamiento volumtrico o positivo. A semejanza de otras mquinas trmicas, sontransformadoras de energa, lo cual es una caracterstica fundamental, entregndole energamecnica al fluido de trabajo convirtindola en presin (energa potencial), energa trmicao energa cintica del fluido, pudiendo ser este intercambio en sentido contrario.


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Bajo muchas formas las turbomquinas estn presentes en nuestra vida cotidiana, desde lossencillos ventiladores y las bombas centrfugas que son de uso comn, hasta las grandesturbinas hidrulicas de las centrales hidroelctricas y las turbinas de vapor o a gas de lascentrales trmicas son turbomquinas. Es importante destacar que las turbomquinas sonfundamentales en la conversin electromecnica de energa, es decir, la generacin

elctrica. Es este hecho el cual convierte a las turbomquinas en un objeto de granimportancia dentro de la ingeniera mecnica, la cual dedica mucho a su estudio yproyeccin, e igualmente, pero en menor medida, la ingeniera civil.

Contenido

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y 1 Clasificacino 1.1 De acuerdo con el sentido del flujo de energao 1.2 De acuerdo con la forma que presenta el fluido proyectado a travs del

rotoro 1.3 De acuerdo con el tipo de fluido que manejano 1.4 De acuerdo con el cambio de presin en el rotoro 1.5 De acuerdo con el tipo de admisin

y 2 Partes de una turbomquinao 2.1 Partes rotativas

2.1.1 Rodete 2.1.2 Eje o rbol

o 2.2 Partes estticas 2.2.1 Entradas y Salidas 2.2.2 labes directores 2.2.3 Cojinetes, rodamientos o rolineras 2.2.4 Sellos

y 3 Intercambio de energa entre el fluido y la turbomquinao 3.1 Tringulo de velocidadeso 3.2 Turbomquinas Generadoras

3.2.1 Turbomquinas radiales 3.2.2 Turbomquinas axiales

o 3.3 Turbomquinas Motoraso 3.4 Consecuencias de la ecuacin general de las turbomquinaso 3.5 Grado de Reaccino 3.6 Limitaciones de la Teora Euleriana

3.6.1 labes largos 3.6.2 labes muy distanciados entre ellos en relacin al dimetro del

rotory 4 Rendimiento de las Turbomquinasy 5 Estudio Adimensional de las Turbomquinasy 6 Bibliografay 7 Referencias


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y 8 Vase tambin

[editar]Clasificacin

Las turbomquinas pueden clasificarse de acuerdo a varios criterios como funcionamiento,composicin o sentido de flujo de la energa.

[editar]Deacuerdoconelsentidodel flujodeenerga

y Motoras: la energa es entregada por el fluido a la mquina, y esta entrega trabajomecnico. La mayora de las turbomquinas motoras son llamadas "turbinas", perodentro de este gnero tambin entran los molinos de viento. Posteriormente laenerga mecnica puede ser transformada en otro tipo de energa, como la energaelctrica en el caso de las turbinas elctricas.

y Generadoras: la energa es entregada por la mquina al fluido, y el trabajo seobtiene de este. En este gnero entran las bombas, sopladores, turbocompresores,ventiladores, y otros.

[editar]Deacuerdoconla formaque presentael fluido proyectadoatravsdelrotor

Turbina Pelton, sta es una turbomquina transversal de admisin parcial.

y Radial: Si la trayectoria que sigue el fluido es principalmente normal al eje derotacin (centrfugas o centrpetas segn la direccin de movimiento).

y Axial: Cuando la trayectoria del fluido es fundamentalmente paralelo al eje derotacin.

y Diagonal: Flujo diagonal al eje de rotacin.

[editar]Deacuerdoconeltipode fluidoquemanejan


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y Trmicas: Cuando el cambio en la densidad del fluido es significativo dentro de lamquina, como en compresores.

y Hidrulicas: Cuando el cambio en la densidad del fluido no es significativo dentrode la mquina, como en bombas o ventiladores.

[editar]Deacuerdoconelcambiode presinenelrotory Accin: no existe un cambio depresin en el paso del fluido por el rotor.y Reaccin: existe un cambio de presin en el paso del fluido por el rotor.

[editar]Deacuerdoconeltipodeadmisin

y Total: todo el rotor es tocado por el fluido de trabajo.y Parcial: no todo el rotor es tocado por el fluido de trabajo.

[editar]Partesdeunaturbomquina

Una turbina Kaplan, sta es una turbomquina motora hidrulica de fujo axial. Vase en

rojo las partes rotativas entre las que se encuentra un Generador elctrico en este caso.

Una turbomquina consta de diversas partes y accesorios dependiendo de su tipo,aplicacin y diseo. Por ejemplo un ventilador puede ser una turbomquina que slo constede un rbol, motor, rotor y soporte, mientras que un compresorcentrfugo o una bombasemi-axial puede tener muchas partes que incluso no comparta con las demsturbomquinas existentes. Sin embargo, la mayora de las turbomquinas comparten elhecho de tener partes estticas y rotativas; y dentro de estos conjuntos pueden haber


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diversos elementos los cuales muchas turbomquinas comparten y una enumeracincompetente puede ser la siguiente:

[editar]Partesrotativas

[editar]Rodete

El Rodete es el corazn de toda turbomquina y el lugar donde aviene el intercambioenergtico con el fluido. Se suelen emplear los ndices 1 y 2 para establecer la entrada ysalida del rodete. Est constituido por un disco que funciona como soporte a palas, tambinllamadas labes, o cucharas en el caso de las turbinas Pelton. La geometra con la cual serealizan los labes es fundamental para permitir el intercambio energtico con el fluido;sobre stas reposa parte importante del rendimiento global de toda la turbomquina y el tipode cambio energtico generado (si la energa ser transferida por cambio de presin ovelocidad). Los tipos de rotores pueden ser axiales, radiales, mixtos o tangenciales, para sufcil identificacin y distincin se hace uso de representaciones por proyeccin especficas.

y

Rotor Radial.

y

Rotor Axial.

[editar]Ejeorbol

Artculo principal: rbol de transmisin

Tiene la doble funcin de trasmitir potencia (desde o hacia el rotor) y ser el soporte sobre elque yace el rotor. En el caso de las turbomquinas motoras ste siempre est conectado aalguna clase de motor, como puede ser un motor elctrico, o incluso una turbina como escomn en los turborreactores, muchas veces entre el rbol y el motor que mueve a laturbomquina se encuentra algn sistema de transmisin mecnica, como puede ser unembrague o una caja reductora. En el caso de las turbomquinas generadoras, es frecuenteencontrar un generador elctrico al otro extremo del rbol, o incluso hay rboles largos que


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soportan al rotor en el medio y en un extremo se encuentra una turbomquina generadora yal otro un generador.

[editar]Partesestticas

Al conjunto de todas las partes estticas de la turbomquina (y en otras mquinas tambin)se le suele denominarestator.

[editar]Entradas y Salidas

Estas partes son comunes en todas las turbomquinas, pero pueden variar de forma ygeometra entre todas. Existen turbomquinas generadoras de doble admisin, es decir, quetienen dos entradas diferenciadas y una salida nica de fluido. Estas partes pueden constarde una brida en el caso de la mayora de las bombas y compresores, pero en las turbinashidrulicas grandes, slo son grandes tuberas y la salida muchas veces tiene forma dedifusor. En los molinos de viento, por ejemplo, la entrada y la salida slo pueden ser

superficies imaginarias antes y despus del rotor. El distribuidor, es el rgano cuya misines conducir el fluido desde la seccin de entrada hacia el rodete. Se suelen utilizar losndices 0 y 1 para desisgnar las magnitudes a la entrada del distribuidor y a la salida(entrada en el rodete). Por otro lado, el difusor es elemento que se encuentra a la salida delrodete y que disminuye la velocidad del fluido, adems acondicionar hidralicamente elfluido para conduccin.

[editar] labesdirectores

Tambin llamados palas directoras, son labes fijos al estator, por los cuales pasa el fluidode trabajo antes o despus de pasar al rotor a realizar el intercambio energtico. Muchas

turbomquinas carecen de ellos, pero en aquellas donde si figuran stos son de vitalimportancia. En las turbomquinas motoras se encargan de dirigir el fluido en un ciertongulo, as como acelerarlo para optimizar el funcionamiento de la mquina. En lasturbomquinas generadoras se encuentran a la salida del rotor. Los labes directorestambin pueden llegar a funcionar como reguladores de flujo, abrindose o cerrndose amanera de vlvula para regular el caudal que entra a la mquina.

[editar]Cojinetes,rodamientosorolineras

Son elementos de mquina que permiten el movimiento del eje mientras lo mantienensolidario a la mquina, pueden variar de tipos y tamaos entre todas las turbomquinas.

[editar]Sellos

Artculo principal: sello (ingeniera)

Son dispositivos que impiden la salida del fluido de la turbomquina. Cumplen una funcincrtica principalmente en los acoplamientos mviles como en los rodamientos. Puedenvariar de tipos y ubicacin dentro una turbomquina a otra.


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[editar]Intercambiodeenergaentreel fluido y laturbomquina

Cuando elfluido de trabajo pasa a travs de la turbomquina la naturaleza del intercambio

de energa es muy compleja debido a la cantidad de procesos termodinmicos irreversiblesque ocurren, adems de la naturaleza complicada y muchas veces catica del movimientodel fluido en el seno del rotor. Para obtener una primera consideracin de este intercambioenergtico se deben hacer consideraciones tericas sobre la naturaleza del fluido y sucomportamiento a travs del rotor, esto con la finalidad de simplificar el modeladomatemtico del fluido en su paso por el rotor.

y El fluido que pasa por el rotor es un fluido potencial.y Todas las lneas de corriente tienen la misma forma que cada uno de los labes o

paletas del rotor, esto sera equivalente a decir que el rotor tiene un "infinito"nmero de labes.

y Las caractersticas del rgimen de flujo no varan en el tiempo, es decir, el flujo seencuentra completamentedesarrollado, o en otras palabras, nos encontramos enrgimen permanente.

Una vez declaradas estas simplificaciones podemos aludir a las leyes de conservacin de lamecnica y a la ecuacin de transporte de Reynolds de manera sencilla; pero dependiendode la trayectoria del flujo de fluido a travs del rotor las formulaciones sern distintas.

[editar]Tringulodevelocidades

En el lenguaje de las turbomquinas se habla de tringulodevelocidades para referirse altringulo formado por tres vectores los cuales son:

Tringulo de velocidades.

y La velocidad absoluta del fluidoy La velocidad relativa del fluido respecto al rotory La velocidad lineal del rotor

Estos tres vectores forman un tringulo ya que la suma en un mismo punto es iguala en ese punto por leyes del movimiento relativo.


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El ngulo entre los vectores y es denotado y el ngulo entre los vectores y esdenotado . Esta nomenclatura ser utilizada a travs de todo este artculo y es norma DIN1331.

[editar]TurbomquinasGeneradoras

[editar]Turbomquinasradiales

Cinemtica de una turbomquina radial generadora.

y Conservacin de la cantidad de movimiento lineal:

Las fuerzas que actan sobre el volumen de control son debidas a las presiones en laentrada y en la salida del rotor, si stas se consideran iguales en toda la salida e iguales entoda la entrada, entonces las fuerzas lineales quedan anuladas por cuestin de simetra.

y Conservacin de la cantidad de movimiento angular:

En este caso se define la propiedad extensiva momento angularcomo

, y su anloga propiedad intensiva ser , donde es el campovectorial de velocidades y un radio vector desde la referencia hasta cada diferencial demasa dm.

La ecuacin de transporte de reynolds relaciona el cambio de momento angular en eltiempo, que por leyes de la mecnica es igual a la suma de momentos aplicados, con suanloga propiedad intensiva que definimos arriba de la siguiente manera:

Como se supone que la situacin es de flujo estable, ningn trmino depende del tiempo,por lo cual el primer sumando del lado derecho de la ecuacin se hace cero. El siguientesumando es una integral que se evala en toda la superficie de control y se supondr que elrotor es de una turbomquina generadora:


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el vector puede escribirse en coordenadas cilndricas como lo quepermite llegar a la siguiente expresin:

Por las suposiciones anteriores se puede considerar a la velocidad independiente de ydez ya que todas las lneas de corriente son iguales; esto permite evaluar estas integralesas:

Donde b es el grueso del rotor. Como el rgimen es estable se cumple que la misma masa

que entra sale, es decir . Esta integral representa el producto de ladensidad del fluido por el rea en la que evaluamos la integral por la componente de lavelocidad normal a esta rea, por lo tanto si es el flujo msico que circula a travs delrotor se puede escribir:

Donde es la totalidad de los momentos aplicados sobre el volumen de control, y seresumen en el torque aplicado por el rotor para mantener el flujo de fluido. Para obtenerdatos energticos en vez de mecnicos recurrimos a la definicin depotenciaN=M,donde es la velocidad angular y podemos reescribir la anterior relacin mecnica comouna relacin energtica:

Esta ecuacin es conocida como la ecuacin general de las turbomquinas y fue hallada porEuleren 1754.

[editar]Turbomquinasaxiales

En la formulacin euleriana de las turbomquinas axiales se supone, adems de lassimplificaciones tericas declaradas ms arriba, que la altura de las palas es muy pequeaen relacin al dimetro del rotor. Esta suposicin implica necesariamente que la diferencia

de la velocidad perifrica a lo largo de las palas es muy pequea, as haremos un anlisisdel intercambio de cantidad de movimiento de una proyeccin cilndrica imponiendo que lavelocidad perifrica es la misma a lo largo de cada uno de los labes.


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Tringulos de velocidades.

En vez de utilizar la ecuacin de transporte de reynolds, que sera completamente vlida yconcluira exactamente lo mismo, haremos un anlisis de fuerzas ms sencillo para dar otraperspectiva al lector. A efectos del intercambio de energa con el rotor, el cambio decantidad de movimiento en direccin de es el que determinanla fuerza tangenciales(Ftan) sobre la periferia del rotor (vase figura anexa), es decir:

Para determinar la potencia suministrada por la mquina al fluido (recurdese que estamoshablando de turbomquinas motoras), multiplicamos a ambos lados por el radio del rotorry

por la velocidad angular del mismo , de esta forma, en el lado derecho de la igualdadanterior se tendr la velocidad perifrica:

[editar]TurbomquinasMotoras

El desarrollo hecho arriba para determinar la transferencia de energa fue hecho, como yadijimos, para turbomquinas motoras, es decir, la energa del fluido de trabajo aumentaluego de pasar por el rotor de la turbomquina. Para el caso de turbomquinas generadoras,en las cuales el fluido de trabajo le cede energa a la mquina stas ecuaciones siguensiendo vlidas, pero el signo de la potencia ser negativo. Para evitar esto, es costumbre enel estudio y prctica de las turbomquinas cambiar el signo de la ecuacin invirtiendo lostrminos algebraicos de lado derecho de la igualdad de Euler:

y Turbomquinasgeneradorasradiales:


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y Turbomquinasgeneradorasaxiales:

En todo caso, para turbomquinas motoras y generadoras, se puede observar que la

ecuacin para las turbomquinas radiales es completamente general.

[editar]Consecuenciasdelaecuacingeneraldelasturbomquinas

De esta ecuacin fundamental se desprenden muchas interpretaciones del fenmeno deintercambio energtico que se desarrolla en el rotor, el cual hemos evidenciado estardeterminado por la cinemtica del fluido en el rodete. Deahoraenadelante,enestepargrafonosreferiremosaturbomquinasgeneradoras y dejamosallectorlaextrapolacindelosconceptosalasturbomquinasmotoras.

En primer lugar, el concepto de tringulo de velocidades enunciado ms arriba, permite

reescribir la ecuacin de Euler:

L = [u2c2cos(2) u1c1cos(1)]

Donde L se conoce como laboro trabajo por unidad de masa que pasa al fluido, tambinconocido como trabajo especfico. Luego, si aplicamos el teorema del coseno al triangulode velocidades obtendremos la siguiente expresin.

Si sustituimos en la ecuacin general obtendremos una expresin del trabajo espec ficonicamente en funcin de los cambios de velocidades al cuadrado, es decir formas deenerg a cintica:


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Turborreactor Rolls Royce, Obsrvese la admisin de aire a la izquierda, el fluido sale porlos extremos del rotor haca la cmara de combustin.

De los tres trminos de esta ecuacin, el primero es conocido como componente dinmico,y es el cambio de energa cintica especfica sufrido por el fluido en el rotor. Los otros dostrminos restantes reciben el nombre de componente esttico, y para encontrar susignificado se necesita recurrir a un balance entre la energa del fluido y el trabajoentregado por el rotor:

Vase que en el cambio de energa del fluido no se aparece la energa potencialgravitatoria: efectivamente, los cambios de cota en el rodete son nfimos en comparacincon los dems cambios energticos, por lo cual este trmino se desprecia. Adems, estaecuacin es independiente del tipo de fluido que pasa por la turbomquina, si ste fueseincompresible el cambio entlpico sera igual al cambio de presin nicamente.

La expresin anterior revela, que la componente esttica de la energa suministrada al

fluido por la turbomquina, es equivalente al cambio entlpico del fluido en su paso por elrotor, y este cambio entlpico es proporcional a un cambio de presin. Es decir, existen dosformas fundamentales en que una turbomquina puede entregar energa a un fluido, enforma de energa cintica y en forma de presin. Es importantsimo notar que todo cambiode presin implica un cambio de entalpa.


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Consideraciones posteriores sobre esta frmula arrojan pistas sobre qu forma debe tener lacorriente de fluido en el rotor para maximizar el trabajo euleriano que se entrega al fluido, yuna obvia es minimizar todos los trminos que tengan un signo menos. De hecho, casi todaslas turbomquinas generadoras radiales son centrfugas y todas las turbomquinas motorasradiales son centrpetas, as la velocidad perifrica de entrada y salida se minimizacorrespondientemente.

[editar]GradodeReaccin

La idea de que la transferencia de energa entre el fluido y el rodete se realiza bajo forma deenerga cintica y de energa de flujo (el trminopv, o tambin el cambio de presin, lo queimplica un cambio de entalpa) lleva a la definicin degrado de reaccin, que es lafraccin de energa total entregada al fluido que es dada en forma de presin:

La magnitud fsicapresin (fuerza por unidad de rea) no tiene un significado energticodirecto, en cambio sta est ntimamente ligada a la entalpa, la cual si tiene un grandsimosignificado energtico. Por esta razn en el lenguaje de las turbomquinas es frecuente

hablar de cambios de presin para referirse a cambios de entalpa o viceversa. Ms an, sila energa interna de un fluido vara poco en su paso por el rotor, el cambio de entalpa serproporcional al cambio de presin, y as es posible escribir otra definicin de grado dereaccin:

y por las expresiones arriba mencionadas:

[editar] LimitacionesdelaTeoraEuleriana

La descripcin dada arriba del intercambio energtico dado en el paso del fluido de trabajopor el seno del rodete de la turbomquina se conoce como teora euleriana. Esta teora


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resulta satisfactoria en muchos casos, en los cuales son vlidas la suposiciones efectuadaspara concluir la ecuacin fundamental de las turbomquinas. Por otro lado cuando estassuposiciones no son verificadas no es posible obtener una descripcin satisfactoria a partirde la teora euleriana, y en cada caso se deben tomar las medidas competentes para realizarun diseo correcto.

[editar] labeslargos

Tal como ocurre en las etapas de baja presin dentro de las turbinas de vapor, en muchoscasos, las palas de una turbomquina axial pueden llegar a sar tan largas que exigen unanlisis tridimensional completo del intercambio de cantidad de movimiento.

[editar] labesmuy distanciadosentreellosenrelacinaldimetrodelrotor

Si los labes de una turbomquina axial estn muy distanciados, se pierde el efecto de"canal" que permite la suposicin de tener un "nmero infinito de labes", entonces las

fuerzas intercambiadas entre el fluido y el rotor deben ser estudiadas desde la perspectivade la teora alar.

[editar]RendimientodelasTurbomquinas

En las turbomquinas el concepto de rendimiento es de suma importacia. El rendimiento oeficiencia, puede verse como la razn existente entre los beneficios que pueden obtenerseidealmente de una mquina y aquellos que son obtenidos en la realidad. En otras palabras elrendimiento totalde una turbomquina se define como la razn entre la potencia restituiday la potencia absorbida:

En las turbomquinas motoras la potencia absorbida es toda aquella entregada por el fluidode trabajo en su paso por la mquina, y la potencia restituida es aquella que se encuentra enel eje del rotor. Al contrario ocurre en las turbomquinas generadoras, ya que la potenciaabsorbida se encuentra en el eje del rotor, y la energa restituida es aquella que es entregadaefectivamente al fluido de trabajo.

El discurso sobre el rendimiento utiliza ampliamente los conceptos de la termodinmica. Laprimera ley de la termodinmica nos indica que la potencia restituida jams podr sermayor a la potencia absorbida, ya que esto implicara la creacin espontnea de energa. Lasegunda ley de la termodinmica nos dice que la potencia absorbida siempre ser mayorque la potencia restituida, ya que la energa se suministra al fluido en un nmero finito deetapas (es un proceso irreversible). De esta forma podemos afirmar que

total< 1


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De esta manera, por ejemplo, para que un compresor axial entregue una cantidad Eentregada(energa restituida por la mquina) de energa a un fluido, este deber absorber una cantidadde energaEabsorbida definitivamente mayor a la entregada efectivamente al fluido de trabajo.La diferencia entre la energa absorbida y la energa restituida se conoce con el nombre deprdidas:

Eabsorbida Eentregada =Eperdida

Podemos escribir la misma relacin para la potencia derivando respecto al tiempo:

Nabsorbida Nentregada =Nperdida

La potencia perdida es aquella que resulta invertida en otros fenmenos distintos a aquellosdeseados para los fines de la turbomquina, que es entregar energa til al fluido. As lapotencia perdida resulta en el calentamiento del fluido, vencer las fuerzas viscosas dentrodel fluido, etc.. Para simplificar el estudio de la eficiencia o rendimiento se clasifican

diversos tipos de rendimiento, cada uno asociado a un fenmeno distinto de prdida deenerga.

[editar]Estudio AdimensionaldelasTurbomquinas

Ms arriba hemos dado luces acerca de la complejidad de la dinmica delfluido de trabajoen su paso por la turbomquina, de hecho las ecuaciones que predicen el movimiento delfluido son de tal complejidad que an no se conoce una solucin general, sino solucionesparticulares que requieran grandes simplificaciones, que sin embargo aportan muchainformacin sobre el verdadero comportamiento del fluido. A su vez, la construccincomercial de turbomquinas ya haba empezado antes de que stas ecuaciones se

conocieran, o fueran difundidas en la comunidad cientfica e ingenierstica, por lo cual losconstructores de turbomquinas se vieron obligados en buscar un mtodo prctico demodelar estas mquinas. Un mtodo obvio es la construccin de modelos, y la correlacinentre modelos est determinada por la teora de la similitud y el anlisis dimensional.

La naturaleza experimentalde la construccin de mquinas lleva a la construccin demodelos, luego la correlacin entre los modelos y su equivalente real est determinado porlos modelos tericos ya mencionados, especialmente a travs del Teorema de Pi-Buckingham.

Ms an, Baljie encontr que si dos mquinassmiles tienen el mismo rendimiento,

entonces cada tipo de turbomquina tiene un lugar "adimensional" de mximorendimiento.1

[editar] Bibliografa


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Turbina es el nombre genrico que se da a la mayora de las turbomquinas motoras. stasson mquinas de fluido, a travs de las cuales pasa un fluido en forma continua y ste leentrega su energa a travs de un rodete con paletas o labes.

Es un motor rotativo que convierte en energa mecnica la energa de una corriente de agua,

vapor de agua o gas. El elemento bsico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta conpalas, hlices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma queel fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar.Esta energa mecnica se transfiere a travs de un eje para proporcionar el movimiento deuna mquina, un compresor, un generador elctrico o una hlice.

Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y esttor, siendo laprimera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtiene el movimientode rotacin.

Hasta el momento, la turbina es uno de los motores ms eficientes que existen (alrededor

del 50%) con respecto a los motores de combustin interna y hasta algunos elctricos.El trmino turbina suele aplicarse tambin, por ser el componente principal, al conjunto devarias turbinas conectadas a un generadorpara la obtencin de energa elctrica.

Contenido

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y 1 Tipos de turbinaso 1.1 Turbinas hidrulicaso 1.2 Turbinas trmicas

y 2 Turbinas elicasy 3 Turbina Submarinay 4 Vase tambiny 5 Enlaces externos

[editar]Tiposdeturbinas

Las turbinas, pueden clasificarse de acuerdo a los criterios expuestos en aquel artculo. Pero

en el lenguaje comn de las turbinas suele hablarse de dos subgrupos principales:

[editar]Turbinashidrulicas

Artculo principal: Turbina hidrulica


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Rotor de una turbina Pelton, sta es una turbina hidrulica de accin de admisin parcial.

Son aqullas cuyo fluido de trabajo no sufre un cambio de densidad considerable a travsde su paso por el rodete o por el esttor; stas son generalmente las turbinas de agua, queson las ms comunes, pero igual se pueden modelar como turbinas hidrulicas a losmolinos de viento o aerogeneradores.

Dentro de este gnero suele hablarse de:

y Turbinas de accin: Son aquellas en que el fluido no sufre ningn cambio depresin a travs de su paso por el rodete. La presin que el fluido tiene a la entradaen la turbina se reduce hasta la presin atmosfrica en la corona directriz,mantenindose constante en todo el rodete. Su principal caracterstica es quecarecen de tubera de aspiracin. La principal turbina de accin es la TurbinaPelton, cuyo flujo es tangencial. Se caracterizan por tener un nmero especfico derevoluciones bajo (nsFlujodiagonal; Hlice->Flujo radial) y turbinas con labes orientables (Deriaz->Flujodiagonal; Kaplan->Flujo radial). El empleo de labes orientables permite obtenerrendimientos hidrulicos mayores.

El rango de aplicacin (una aproximacin) de las turbinas, de menor a mayor salto es:kaplan-francis-pelton

El nmero especfico de revoluciones, de menor a mayor es: pelton-francis-kaplan. Cuantomayor es el nmero especfico de revoluciones, tanto mayor es el riesgo de cavitacin de la


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turbina, es decir, una Turbina Kaplan tiene ms probabilidad de que se d en ella elfenmeno de la cavitacin que en una Turbina Francis o una pelton.

Muy bien, pero qu es el nmero especfico de revoluciones?. Es un nmero comn paratodas las turbinas/bombas geomtricamente semejantes.

[editar]Turbinastrmicas

Son aqullas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerable a travs de supaso por la mquina.

Estas se suelen clasificar en dos subconjuntos distintos debido a sus diferenciasfundamentales de diseo:

y Turbinas a vapor: su fluido de trabajo puede sufrir un cambio de fase durante supaso por el rodete; este es el caso de las turbinas a mercurio, que fueron populares

en algn momento, y el de las turbinas a vapor de agua, que son las ms comunes.y Turbinas a gas: En este tipo de turbinas no se espera un cambio de fase del fluido

durante su paso por el rodete.

Tambin al hablar de turbinas trmicas, suele hablarse de los siguientes subgrupos:

y Turbinas a accin: en este tipo de turbinas el salto entlpico ocurre slo en elesttor, dndose la transferencia de energa slo por accin del cambio de velocidaddel fluido.

y Turbinas a reaccin: el salto entlpico se realiza tanto en el rodete como en elesttor, o posiblemente, slo en rotor.

Igual de comn es clasificar las turbinas por la presin existente en ellas en relacin a otrasturbinas dispuestas en el mismo grupo:

y Turbinas de alta presin: son las ms pequeas de entre todas las etapas y son lasprimeras por donde entra el fluido de trabajo a la turbina.

y Turbinas de media presin.y Turbinas de baja presin: Son las ltimas de entre todas las etapas, son las ms

largas y ya no pueden ser ms modeladas por la descripcin euleriana de lasturbomquinas.

[editar]TurbinaselicasArtculo principal: Turbina elica

Una turbina elica es un mecanismo que transforma la energa del viento en otra forma deenerga til como mecnica o elctrica.


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La energa cintica del viento es transformada en energa mecnica por medio de larotacin de un eje. Esta energa mecnica puede ser aprovechada para moler, como ocurraen los antiguos molinos de viento, o para bombear agua, como en el caso del molinomultipala. La energa mecnica puede ser transformada en elctrica mediante un generadorelctrico (un alternadoro un dinamo). La energa elctrica generada se puede almacenar en

bateras o utilizarse directamente.Vase tambin:Aerogenerador

[editar]TurbinaSubmarina

Una Turbina Submarina es un dispositivo mecnico que convierte la energa de lascorrientes submarinas en energa elctrica. Consiste en aprovechar la energa cintica de lascorrientes submarinas, fijando al fondo submarino turbinas montadas sobre torresprefabricadas para que puedan rotar en busca de las corrientes submarinas. Ya que lavelocidad de estas corrientes vara a lo largo de un ao, se han de ubicar en los lugares ms

propicios en donde la velocidad de las corrientes varan entre 3 km/h y 10 km/h paraimplantar centrales turbnicas preferentemente en profundidades lo ms someras posibles yque no daen ningn ecosistema submarino. Las turbinas tendran una malla de proteccinque impedira la absorcin de animales acuticos.

turbinas de generacion

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