4.2.1 CLASIFACIACIÓN Y PARTES DE CONSTITUTIVAS DE LAS TURBINA DE GAS

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OBJETIVO:La asamblea comprender la clasificacin y partes constitutivas de las turbinas de gas as como su relacin entre ellas para su optimo desarrollo de trabajo alcanzando la mayor eficiencia posible.

INTRODUCCINEs una turbomquina motora, cuyo fluido de trabajo es un gas. Como la compresibilidad de los gases no puede ser despreciada, las turbinas a gas son turbomquinas trmicas. Comnmente se habla de las turbinas a gas por separado de las turbinas ya que, aunque funcionan con sustancias en estado gaseoso, sus caractersticas de diseo son diferentes, y, cuando en estos trminos se habla de gases, no se espera un posible cambio de fase, en cambio cuando se habla de vapores s. Las turbinas de gas son usadas en los ciclos de potencia como el ciclo Braytn y en algunos ciclos de refrigeracin.

Ventajas de la turbina de gas: - funcionamiento policarburante; - funcionamiento regular; - buena relacin pmax/pme ; - emisiones de gases favorables sin equipamiento adicional..

Inconvenientes de la turbina de gas:- bajo rendimiento: menos del 30% de la energa calorfica contenida en el carburante se transforma en energa mecnica; - bajas presiones de trabajo; - regmenes a menudo demasiado elevados; - coste de fabricacin 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 CLASIFICACIN Y PARTES CONSTITUTIVAS DE LAS TURBINAS DE GAS.El concepto de turbinas de gas es el ms antiguo que el de los otros motores primarios, pero su perfeccionamiento no ha sido fcil. Un compresor dinmico suministra aire a una cmara de combustin en donde se quema combustible con exceso de aire, a presin constante ciclo simple slo significa que los productos de la combustin se mezclan con un exceso de aire para producir gas con energa 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 mecnica. Como ltimo paso, los productos de la combustin se descargan en la atmsfera. Aunque esta configuracin parece ser sencilla presenta ciertas dificultades: Se requiere alta eficiencia en el compresor y en la turbina. La presin y la temperatura en el ciclo deben ser mayores de ciertos lmites mnimos antes de que se pueda producir potencia de salida.

CLASIFICACIN DE LAS TURBINAS DE GAS.Las turbinas de gas se clasifican como para trabajo pesado y derivadas de motores de aviacin. 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 labes del compresor y la turbina son de construccin 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 rbol son convencionales, del tipo de manguito o de cuerpo oscilante en los radiales, y de caras cnicas o de segmentos mltiples, en los de empuje; dispuestos para funcionar con un sistema de lubricacin a presin comn para la turbina de gas y la mquina impulsada. Por lo general, la turbina, el sistema de lubricacin, 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 avin, por contraste, es un motor de chorro para aviones pero, en vez de impulsar un avin, mueve la turbina de potencia. En esta forma, el motor es un generador de gas energizado que se enva a una turbina convencional de potencia para trabajos pesados.

Estas turbinas ofrecen las siguientes ventajas: La avanzada tecnologa de la aviacin y los laboratorios de investigacin y desarrollo asociados se pueden aplicar para uso industrial. Los centros de servicios para motores de avin, con sus estrictos requisitos de certificacin existencia de piezas de repuestos e instalaciones para pruebas, estn disponibles para dar servicio a los generadores de gas.

Las tcnicas de produccin en serie y de control de calidad aplicadas en la aviacin benefician a los usuarios industriales.

En la actualidad, se utiliza un nmero cada vez mayor de estas turbinas de gas para gasoductos, perforaciones fuera de la costa y servicios pblicos, debido a que, para potencias altas, este tipo de turbina es ms eficiente que incluso la regenerativa para trabajo pesado. La turbina de gas tipo avin tiene dos o tres rboles, segn sea el diseo del motor de reaccin; no se pueden utilizar en ellas el ciclo regenerativo. La turbina de potencia y el generador de gas (motor de reaccin) son componentes separados, sin conexin mecnica; los sistemas auxiliares tambin estn separados.

La turbina de potencia, como se mencion, es de construccin resistente y comparte los accesorios, instrumentos y sistemas de lubricacin con el equipo al cual impulsa. Pero el origen del generador de gas es evidentemente en su diseo mecnico. Adems de su menor peso y tamao compacto exigidos para los aviones, otras importantes variantes para su empleo en plantas de proceso incluyen gran nmero de cojinetes antifriccin, sistemas especiales de lubricacin con aceites sintticos no inflamables, accesorios hidrulicos e instrumentos electrnicos e hidrulicos. Esto, ms las holguras tan precisas requeridas en su construccin, hacen necesarios mtodos de operacin y mantenimiento diferentes de los normales en una planta.

PARTES CONSTITUTIVAS DE LAS TURBINAS DE GASLas turbinas de gas en su forma mas simple requieren de cuatro componentes bsicos: Compresor Cmara de combustin 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 propsitos: Proporcionar el oxigeno necesario para la combustin Como suministro de aire de enfriamiento para ciertas partes de la turbina como las toberas, cmara de combustin y el elemento de transicin.

CAMARA DE COMBUSTIN El aire comprimido ingresa a la cmara de combustin en la que se quema el combustible, que eleva la temperatura y aumenta el volumen a presin constante. En estas condiciones el aire esta listo para ingresar a la turbina.

Los gases productos de la combustin ingresan a la tobera, donde se transforma la energa trmica en energa cintica, la cual es lanzada contra los labes de la turbina produciendo trabajo mecnico. Las toberas son elementos fijos, que permiten adems dirigir los gases de acuerdo a el ngulo de los labes de la turbina.

Las turbinas tienen temperaturas de salida de los gases de combustin entre 400 C y 600 C y un caudal de gases de combustin de 12 Kg/h por KW. Estas dos caractersticas hacen que sea mas fcil el aprovechamiento del calor de los gases de escape. El movimiento del eje de la turbina es transmitido al rotor del generador produciendo la energa elctrica en este caso por ejemplo: Las ventajas principales de estas centrales son:

Produccin limpia, con ndices de contaminacin no considerables. No necesitan un abastecimiento grande de agua.

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CONCLUSIONESLas turbinas de gas son otro ejemplo de maquinas trmicas que nos ayudan a producir movimiento mecnico para un fin en especifico el cual nos ayuda a elegir la maquina idnea de acuerdo al proceso que se dese realizar como lo es por su eficiencia, su tamao entre otras caractersticas.

BIBLIOGRAFIA "Turbinas de Vapor", Greene Richard. "Turbinas" Webber, Norman Bruton. "Turbomquinas trmicas", Claudio Mataix, ao 1973, Editorial Dossat S.A.