OBJETIVO:
La asamblea comprender la clasificación y
partes constitutivas de las turbinas de gas
así como su relación entre ellas para su
optimo desarrollo de trabajo alcanzando la
mayor eficiencia posible.
INTRODUCCIÓN
Es una turbomáquina motora, cuyo fluido de trabajo
es un gas. Como la compresibilidad de los gases no
puede ser despreciada, las turbinas a gas son
turbomáquinas térmicas. Comúnmente se habla de las
turbinas a gas por separado de las turbinas ya que,
aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso,
sus características de diseño son diferentes, y, cuando
en estos términos se habla de gases, no se espera un
posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de
vapores sí. Las turbinas de gas son usadas en los ciclos
de potencia como el ciclo Braytón y en algunos ciclos
de refrigeración.
Ventajas de la turbina de gas:
- funcionamiento policarburante;
- funcionamiento regular;
- buena relación pmax/pme ;
- emisiones de gases favorables sin
equipamiento adicional.
.
Inconvenientes de la turbina de gas:
- bajo rendimiento: menos del 30% de la energía
calorífica contenida en el carburante se transforma en
energía mecánica;
- bajas presiones de trabajo;
- regímenes a menudo demasiado elevados;
- coste de fabricación elevado;
- consumo de carburante elevado; ruidoso por la
velocidad de los gases.
- se adapta mal a las potencias bajas; requiere
reductores caros.
4.2.1 CLASIFICACIÓN Y PARTES
CONSTITUTIVAS DE LAS TURBINAS DE GAS.
El concepto de turbinas de gas es el más antiguo que el
de
los
otros
motores
primarios,
pero
su
perfeccionamiento no ha sido fácil.
Un compresor dinámico suministra aire a una cámara de
combustión en donde se quema combustible con exceso
de aire, a presión constante ciclo simple sólo significa
que los productos de la combustión se mezclan con un
exceso de aire para producir gas con energía a una
temperatura lo bastante baja para el tipo de materiales
usados.
El gas energizado se expande en una turbina que impulsa
el compresor de aire y produce potencia adicional como
salida mecánica.
Como último paso, los productos de la combustión se
descargan en la atmósfera.
Aunque esta configuración parece ser sencilla presenta
ciertas dificultades:
 Se requiere alta eficiencia en el compresor y en la
turbina.
 La presión y la temperatura en el ciclo deben ser
mayores de ciertos límites mínimos antes de que se pueda
producir potencia de salida.
CLASIFICACIÓN DE LAS TURBINAS DE GAS.
Las turbinas de gas se clasifican como para trabajo
pesado y derivadas de motores de aviación.
El tipo para trabajo pesado se ha perfeccionado para
satisfacer las necesidades normales de las plantas
industriales, sin limitaciones de espacio y de peso.
Esta turbina normalmente es del tipo de uno o de dos
ejes.
Las paletas o álabes del compresor y la turbina son de
construcción fuerte, lo mismo que las toberas. Esto, junto
con las razones de presiones y temperaturas moderadas
en el gas energizado, permite largos intervalos para las
inspecciones y mantenimiento.
Los cojinetes del árbol son convencionales, del tipo de
manguito o de cuerpo oscilante en los radiales, y de
caras cónicas o de segmentos múltiples, en los de
empuje; dispuestos para funcionar con un sistema de
lubricación a presión común para la turbina de gas y la
máquina impulsada.
Por lo general, la turbina, el sistema de lubricación, los
sistemas auxiliares y los instrumentos sirven para las
necesidades normales de las plantas de proceso
expresados en normas como las API 614 y 616.
La turbina tipo avión, por contraste, es un motor de
chorro para aviones pero, en vez de impulsar un avión,
mueve la turbina de potencia.
En esta forma, el motor es un generador de gas
energizado que se envía a una turbina convencional de
potencia para trabajos pesados.
Estas turbinas ofrecen las siguientes ventajas:
 La avanzada tecnología de la aviación y los
laboratorios de investigación y desarrollo asociados se
pueden aplicar para uso industrial.
 Los centros de servicios para motores de avión, con sus
estrictos requisitos de certificación existencia de piezas
de repuestos e instalaciones para pruebas, están
disponibles para dar servicio a los generadores de gas.
Las técnicas de producción en serie y de control de
calidad aplicadas en la aviación benefician a los usuarios
industriales.
En la actualidad, se utiliza un número cada vez
mayor de estas turbinas de gas para gasoductos,
perforaciones fuera de la costa y servicios públicos,
debido a que, para potencias altas, este tipo de
turbina es más eficiente que incluso la regenerativa
para trabajo pesado.
La turbina de gas tipo avión tiene dos o tres árboles,
según sea el diseño del motor de reacción; no se
pueden utilizar en ellas el ciclo regenerativo.
La turbina de potencia y el generador de gas (motor
de reacción) son componentes separados, sin
conexión mecánica; los sistemas auxiliares también
están separados.
La turbina de potencia, como se mencionó, es de
construcción resistente y comparte los accesorios,
instrumentos y sistemas de lubricación con el equipo al
cual impulsa. Pero el origen del generador de gas es
evidentemente en su diseño mecánico.
Además de su menor peso y tamaño compacto exigidos
para los aviones, otras importantes variantes para su
empleo en plantas de proceso incluyen gran número de
cojinetes antifricción, sistemas especiales de lubricación
con aceites sintéticos no inflamables, accesorios
hidráulicos e instrumentos electrónicos e hidráulicos.
Esto, más las holguras tan precisas requeridas en su
construcción, hacen necesarios métodos de operación y
mantenimiento diferentes de los normales en una planta.
PARTES CONSTITUTIVAS DE LAS TURBINAS DE GAS
Las turbinas de gas en su forma mas simple requieren de
cuatro componentes básicos:
 Compresor
 Cámara de combustión
 Turbina
Generador
COMPRESOR:
El aire captado de la atmosfera es comprimido en un
compresor, el cual es movido por la turbina, para
posteriormente ser utilizado para dos propósitos:
Proporcionar el oxigeno necesario para la combustión
Como suministro de aire de enfriamiento para ciertas
partes de la turbina como las toberas, cámara de
combustión y el elemento de transición.
CAMARA DE COMBUSTIÓN
El aire comprimido ingresa a la cámara de combustión
en la que se quema el combustible, que eleva la
temperatura y aumenta el volumen a presión constante.
En estas condiciones el aire esta listo para ingresar a la
turbina.
Los gases productos de la combustión ingresan a la
tobera, donde se transforma la energía térmica en
energía cinética, la cual es lanzada contra los álabes de
la turbina produciendo trabajo mecánico. Las toberas
son elementos fijos, que permiten además dirigir los
gases de acuerdo a el ángulo de los álabes de la turbina.
Las turbinas tienen temperaturas de salida de los gases de
combustión entre 400 °C y 600 °C y un caudal de gases de
combustión de 12 Kg/h por KW. Estas dos características
hacen que sea mas fácil el aprovechamiento del calor de
los gases de escape.
El movimiento del eje de la turbina es transmitido al rotor
del generador produciendo la energía eléctrica en este
caso por ejemplo:
Las ventajas principales de estas centrales son:
 Producción limpia, con índices de contaminación no
considerables.
 No necesitan un abastecimiento grande de agua.
TTT
TTT
TTT
CONCLUSIONES
Las turbinas de gas son otro ejemplo de
maquinas térmicas que nos ayudan a
producir movimiento mecánico para un
fin en especifico el cual nos ayuda a elegir
la maquina idónea de acuerdo al proceso
que se dese realizar como lo es por su
eficiencia, su tamaño entre otras
características.
BIBLIOGRAFIA
 "Turbinas de Vapor", Greene Richard.
 "Turbinas" Webber, Norman Bruton.
"Turbomáquinas térmicas", Claudio Mataix, año
1973, Editorial Dossat S.A.
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