DEBER DE TERMODINAMICA 2

PARA QUE SIRVE UNA TURBINA

TURBINAS

Turbina es el nombre genrico que se da a la mayora de las turbomquinasmotoras. stas son mquinas de fluido, a travs de las cuales pasa un fluido enforma continua y ste le entrega su energa a travs de un rodete con paletas olabes.

Es un motor rotativo que convierte en energa mecnica la energa de unacorriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento bsico de la turbina es larueda o rotor, que cuenta con palas, hlices, cuchillas o cubos colocadosalrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimientoproduce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Estaenerga mecnica se transfiere a travs de un eje para proporcionar elmovimiento de una mquina, un compresor, un generador elctrico o unahlice.

Las turbinas constan de una o dos ruedas con paletas, denominadas rotor yesttor, siendo la primera la que, impulsada por el fluido, arrastra el eje en elque se obtiene el movimiento de 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 hastaalgunos elctricos.

El trmino turbina suele aplicarse tambin, por ser el componente principal, alconjunto de varias turbinas conectadas a un generador para la obtencin deenerga elctrica.

Las turbinas, pueden clasificarse de acuerdo a los criterios expuestos en aquelartculo. Pero en el lenguaje comn de las turbinas suele hablarse de dossubgrupos principales: hidrulicas y trmicas.

Turbinas Hidrulicas

Son aqullas cuyo fluido de trabajo no sufre un cambio de densidadconsiderable a travs de su paso por el rodete o por el esttor; stas songeneralmente las turbinas de agua, que son las ms comunes, pero igual sepueden modelar como turbinas hidrulicas a los molinos de viento oaerogeneradores.

Dentro de este gnero suele hablarse de:

Turbinas de Accin: Son aquellas en que el fluido no sufre ningncambio de presin a travs de su paso por el rodete. La presin que elfluido tiene a la entrada en la turbina se reduce hasta la presinatmosfrica en la corona directriz, mantenindose constante en todo elrodete. Su principal caracterstica es que carecen de tubera deaspiracin. La principal turbina de accin es la Turbina Pelton, cuyo flujoes tangencial. Se caracterizan por tener un nmero especfico derevoluciones bajo (ns

Turbinas de Reaccin: Son aquellas en el que el fluido si sufre uncambio de presin considerable en su paso por el rodete. El fluido entraen el rodete con una presin superior a la atmosfrica y a la salida deste presenta una depresin. Se caracterizan por presentar una tuberade aspiracin, la cual une la salida del rodete con la zona de descargade fluido. Estas turbinas se pueden dividir atendiendo a la configuracinde los labes. As, existen las turbinas de labes fijos (Francis->Flujodiagonal; Hlice->Flujo axial) y turbinas con labes orientables (Deriaz->Flujo diagonal; Kaplan->Flujo axial). El empleo de labes orientablespermite obtener rendimientos hidrulicos mayores.

Turbinas TrmicasSon aqullas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerablea travs de su paso por la mquina.

Estas se suelen clasificar en dos subconjuntos distintos debido a susdiferencias fundamentales de diseo:

Turbinas a Vapor: Su fluido de trabajo puede sufrir un cambio de fasedurante su paso 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 deagua, que son las ms comunes.

Turbinas a Gas: En este tipo de turbinas no se espera un cambio defase del fluido durante su paso por el rodete.

Turbinas Elicas

Una turbina elica es un mecanismo que transforma la energa del viento enotra forma de energa til como mecnica o elctrica.

La energa cintica del viento es transformada en energa mecnica por mediode la rotacin de un eje. Esta energa mecnica puede ser aprovechada paramoler, como ocurra en los antiguos molinos de viento, o para bombear agua,como en el caso del molino multipala. La energa mecnica puede sertransformada en elctrica mediante un generador elctrico (un alternador oun dinamo). La energa elctrica generada se puede almacenar en bateras outilizarse directamente.

Turbina Submarina

Una Turbina Submarina es un dispositivo mecnico que convierte la energa delas corrientes submarinas en energa elctrica. Consiste en aprovechar laenerga cintica de las corrientes submarinas, fijando al fondo submarinoturbinas montadas sobre torres prefabricadas para que puedan rotar en buscade las corrientes submarinas. Ya que la velocidad de estas corrientes vara a lolargo de un ao, se han de ubicar en los lugares ms propicios en donde lavelocidad de las corrientes varan entre 3 km/h y 10 km/h para implantarcentrales turbnicas preferentemente en profundidades lo ms somerasposibles y que no daen ningn ecosistema submarino. Las turbinas tendranuna malla de proteccin que impedira la absorcin de animales acuticos.

EJERCICIO DE APLICACIN EN CLASES

Una turbina recibe 400kg/hr de vapor la temperatura y presin de ingreso es de 350C y 2.0 MPade presin, el vapor sale de la turbina a una presin de 0,10MPa completamente saturado

a) Determinar el trabajo en KJ que produce la turbina

b) Determinar el trabajo de la turbina si sale a la misma presin (0,10MPa) pero con la condicin que es una turbina isotrpica

Vapor

vapor

a) a).-Determinar el trabajo en KJ que produce la turbina

ESTADO 1 ESTADO2

T: 350 Saturado

P:2MPa P: 0.1MPa

H1:3176,92 H2: 2895

Conversin:

400Kg/H.=0,11Kg/Seg

W= m(H1-H2)

W= 0,11Kg/Seg(3176,92-2895)

W=

B).- Determinar el trabajo de la turbina si sale a la misma presin (0,10MPa) pero con la condicin que es una turbina isotrpica

ESTADO 3 ESTADO 4

P= 2MPa P= 0.10MPa

T= 300C H2=2387.5KJ/KG

H1= 3175.42

W2= 0.11(3175.42-2387)

W2=