Turbinas Estacionarias - Maquinas de combustion interna
- 1. Turbinas Estacionarias Leonardo Delgadillo Rodrigo García Elvio Junges Emmanuel López Miguel López
- 2. ¿Qué son las turbinas? Las turbinas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y éste le entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes. La turbina es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar.
- 3. Historia de las turbinas lEl ejemplo más antiguo de la propulsión por gas es relacionado con el egipcio llamado Hero en 150 A.C. lEn 1678 Ferdinand Verbiest construyó un modelo de un vehículo que usaba vapor de agua para movilizarse.
- 4. Historia de las turbinas En 1872, Stolze diseñó la primera turbina de gas Incorporaba una turbina de varias etapas y compresión en varias etapas con flujo axial. La Compañía General Electric comenzó su división de turbinas de gas en 1903. Un Ingeniero llamado Stanford Moss desarrolló el turbo supercargador.
- 5. ¿Cuáles son sus componentes? Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor y estator, siendo la primera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en el que se obtiene el movimiento de rotación.
- 6. Turbinas Hidráulicas Son aquéllas cuyo fluido de trabajo no sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por el rodete o por el estator; éstas son generalmente las turbinas de agua.
- 7. Turbinas Hidráulicas Existen dos tipos principales: ● Turbinas de acción: Son aquellas en que el fluido no sufre ningún cambio de presión a través de su paso por el rodete. La más conocida es la turbina Pelton.
- 8. Turbinas Hidráulicas ● Turbinas de reacción: Son aquellas en el que el fluido sufre un cambio de presión considerable en su paso por el rodete. El fluido entra en el rodete con una presión superior a la atmosférica y a la salida de éste presenta una depresión.
- 9. Turbinas Térmicas Son aquéllas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por la máquina. Estas se clasifican en: ● Turbinas de vapor: Su fluido de trabajo puede sufrir un cambio de fase durante su paso por el rodete. ● Turbinas de gas: En este tipo de turbinas no se espera un cambio de fase del fluido durante su paso por el rodete.
- 11. Turbinas de Vapor Las turbinas de vapor son aquellas donde el fluido de trabajo cambia de fase, pasando de líquido a gas (evaporación) o de gas a líquido (condensación) alternadamente.
- 12. 1 - 2 Compresión isoentrópica en la bomba. El agua entra como líquido saturado y pasa a líquido comprimido. Hay un ligero aumento de temperatura durante este proceso. 2 - 3 Adición de calor a presión constante en la caldera. El agua entra a la caldera como líquido comprimido en el estado 2 y sale como vapor sobrecalentado en el estado 3. Ciclo Rankine que se ejecuta dentro de la curva de saturación de una sustancia pura. Diagrama Temperatura-Entropía Turbinas de Vapor - Ciclo Rankine
- 13. 3 - 4 Expansión isoentrópica del vapor en la turbina, produciendo trabajo. La presión y la temperatura del vapor disminuyen durante este proceso. 4 - 1 Rechazo de calor a presión constante en el condensador. La entrada es un vapor húmedo de alta calidad; la salida es un líquido saturado. El medio de enfriamiento para el condensador puede ser aire, agua de un río, lago, etc. Ciclo Rankine que se ejecuta dentro de la curva de saturación de una sustancia pura. Diagrama Temperatura-Entropía Turbinas de Vapor - Ciclo Rankine
- 14. Dependiendo del origen del combustible que emplean para calentar el vapor se les conoce como centrales carboeléctricas (carbón), nucleoeléctricas (energía nuclear), geotérmicas (energía térmica de origen geológico), de gas natural, etc. Turbinas de Vapor - Aplicaciones
- 15. Turbinas de Vapor - Aplicaciones
- 16. Una turbina de gas es un motor térmico rotativo de combustión interna, donde a partir de la energía aportada por un combustible se produce energía mecánica y se genera una importante cantidad de calor en forma de gases calientes y con un alto porcentaje de oxígeno. Turbinas a Gas
- 17. Turbinas a Gas - Tipos - Turbina de gas aeroderivadas: Provienen del diseño de turbinas de para fines aeronáuticos, pero adaptadas a la producción de energía eléctrica. - Turbina de gas industriales: La evolución de su diseño se ha orientado siempre a la producción de electricidad, buscándose grandes potencias y largos periodos de operación a máxima carga sin paradas ni arranques continuos.
- 18. Turbinas a Gas - Tipos - Turbina de cámara de combustión tipo silo: En estos diseños la cámara aparece dispuesta sobre la parte superior de la turbina. Los inyectores se instalan atravesando el techo superior de la cámara.Su diseño es para turbinas de H2 y otros combustibles experimentales. - Turbina de cámara de combustión anular: En este caso la cámara consiste en un cilindro orientado axialmente instalado alrededor del eje. Tiene un único tubo de llama y entre 15 y 20 inyectores.Este diseño se utiliza por los fabricantes Alstom y Siemens, y en general en turbinas aeroderivadas.
- 19. Turbinas a Gas - Tipos - Turbina de cámara de combustión tubo anular: Una serie de tubos distribuidos alrededor del eje de forma uniforme conforman este diseño de cámara de combustión..Esta tecnología es utilizada en sus diseños por Mitshubishi y General Electric.. - Turbina monoeje: El compresor, turbina de expansión y generador giran de forma solidaria con un único eje de rotación. La velocidad de giro es en la inmensa mayoría de los casos de 3000 rpm. Es el diseño usual en las grandes turbinas comerciales de generación eléctrica.
- 20. Turbinas a Gas - Tipos - Turbina multieje: La turbina de expansión se encuentra dividida en 2 secciones, la primera o turbina de alta presión. La segunda sección comparte eje con el generador, aprovechándose la energía transmitida en la generación de electricidad.
- 21. Turbinas a Gas - Funcionamento & Ciclo Brayton Diagrama del ciclo Brayton teórico (en negro) y real (en azul), en función de la entropía S y la temperatura T.
- 22. Turbinas a Gas - Funcionamento
- 23. Turbinas Eólicas Una turbina eólica es un mecanismo que transforma la energía del viento en energía mecánica por medio de la rotación de un eje. Esta energía mecánica puede ser aprovechada para moler, para bombear agua o para generar energía eléctrica.
- 24. Turbina Submarina Es un dispositivo mecánico que convierte la energía de las corrientes submarinas en energía eléctrica. Consiste en fijar en el fondo submarino turbinas montadas sobre torres prefabricadas para que puedan rotar en busca de las corrientes acuáticas.