Turbinas y combustibles

Turbinas y combustibles gy ingcarderin 1 110R5pR 15, 2011 10 pagcs Republica Bolivariana de Venezuela Ministerio del poder popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental de las Fuerzas Armadas (UNEFA) UNEFA – Núcleo Chuao Turbinas y Combustibles. Profesor: Integrantes: Gilberto Casanova Angélica Méndez Materia: Luis Carderin Maquinas de Genera PACE 1 orlo Enderzon Legón to View nut*ge Adrian Martínez Edinson Tamayo Caracas; 31 de octubre de 2011 Turbinas. Se conoce por turbina como, palabra relacionada con el torbellino creado por un fluido.

En general se define como todo ispositivo mecánico capaz de convertir en trabajo, en la forma de movimiento de rotación, la energía cinetica presente en masa de agua, vapor o gas, al encontrarse estas dotadas de una determinada velocidad de desplazamiento. La aplicación inmediata del trabajo mecánico desarrollado en la turbina, es la de hacer girar al rotor del generador de energía eléctrica, en el cual se realiza la transformación de la energía mecánica en energía eléctrica.

Todo ello, como consecuencia de estar rígidamente unidos, generalmente, los ejes de ambas (turbina-generador), formando un eje único con el que se obtiene incronismos de giro entre las mismas, es decir, idéntico número de revoluciones durante espacios de tiempos iguales. Tipos de Turbinas. • Turbinas Térmicas. Son aquéllas cuyo fluido de trabajo sufre un cambio de densidad considerable a través de su paso por la máquina. Estas pueden ser a vapor o a gas.

Las de vapor su fluido de trabajo puede sufrir un cambio de fase durante su paso por el rodete; este es el caso de las turbinas a mercurio, que fueron populares en algún momento, y el de las turbinas a vapor de agua, que son las más comunes. Y las de gas es una turbomáquina motora, cuyo fluido e trabajo es un gas. • Turbinas Eólicas. Son las que usan la energía eólica (aire), para generar energía mecánica o energía eléctrica. Se trata de una turbomáquina motora que intercambia cantidad de movimiento con el viento, haciendo girar un rotor. • Turbinas Hidráulicas.

Es la maquina destinada a transformar la energ(a hidráulica de una corriente o salto de agua, en energía mecánica. Una turbina hidráulica es accionada por el agua en movimiento, una vez que esta es debidamente encausada hacia el elemento de turbina llamado distribuidor, el cual, circularmente distribuye, regula y irige un caudal de agua que tiene que incidir con mayor o menor amplitud hacia el centro del circulo descrito sobre un rotor o rueda móvil conocida como rodete, que conjuntamente con el eje que está montado, ha de estar perfectamente equilibrado dinámica y estáticamente.

Centrando el tema principal que son «Turbinas Hidráulicas» podemos decir que las mismas se pueden clasificar de la siguiente forma: • Según el recorrido d 20F 10 decir que las mismas se pueden clasificar de la siguiente forma: • Según el recorrido del fluido con respecto al eje de rotación. C] Axiales. Se incluyen en esta clasificación, las turbinas en las que a dirección de la proyección de los chorros de agua, sobre los álabes del rodete es paralela al eje de rotación. Tal es el caso de las turbinas de hélice y Kaplan.

La principal característica de las turbinas axiales es su capacidad para generar energía utilizando grandes caudales y pequeñas alturas, siendo ésta una alternativa de generación hidráulica en las zonas con geografía de montañas moderadas o inclusive bajas, o en grandes ríos de bajos gradientes. Radiales. Corresponden a esta clasificación, las turbinas que reciben de forma radial, respecto al eje, la proyección de los horros de agua que inciden sobre los álabes del rodete.

Conviene hacer la observación de que tal proyección, puede ser centrípeta o centr[fuga, según que los chorros de agua se acerquen o se alejen del eje de la turbina, es decir, el fluido entra en dirección axial y sale girado 900 0 en dirección radial. C] Mixtas. Reclben esta denominación, las turbinas en las que la incidencia de las masas de agua, hacia el rodete, se inicia en dirección radial, cambiando, posteriormente, a una dirección paralela al eje, como resultado del desplazamiento del fluido a través de los álabes. ??? Según la interacción del fluido con los álabes del rodete. Turbinas de acción. Son las turbinas en las que el sentido de la proyección del chorro de agua y el sentido de giro del rodete coinciden, en el punto de empuje o choque del agua sobre los álabes del mismo. Turbinas de reacción. Se consideran com 0 o choque del agua sobre los álabes del mismo. C] Turbinas de reacción.

Se consideran como turbinas de reacclón, aquellas en las que cada una de las lémlnas de fluido que se forman, después de pasar el agua a través de las palas fijas y directrices, no se proyectan hacia los álabes del rodete de anera frontal, sino que, más bien, se trata de un deslizamiento sobre los mismos, de tal modo que el sentido de giro del rodete no coincide con la dirección de entrada y salida del agua. Tipos de Turbinas Hidráulicas. Turbina de Kaplan.

Las turbinas tipo Kaplan fueron diseñado por el Dr. técnico Víctor Kaplan (1876-1934) en el principio del siglo 20. A diferencia de los otros tipos de turbinas se puede ajustar ambas alabas (los del rotor y los alabas de guía) para adaptar la turbina a diferentes niveles del caudal. Se usa este tipo de turbina en plantas de presión baja y mediana. Normalmente se instalan con el eje en posición vertical, si bien se prestan para ser colocadas de forma horizontal o inclinada.

Un montaje característico de este tipo de turbinas, conjuntamente con el alternador, constituye los llamados grupos-bulbo, propios de las centrales mareomotrices; o los grupos-pozo, utilizados para el máximo aprovechamiento de las corrientes de agua con muy poco salto. En ambas disposiciones, la cámara y el tubo de aspiracion constituyen un solo conducto, pudiendo estar situado el eje del grupo en posición horizontal o inclinada. Al igual que las turbinas Francis, las de tipo Kaplan, son turbinas e admisión total, Incluidas así mismo en la clasificación de turbinas de reacción.

Las características constructivas y de funcionamiento, son muy similares entre ambos tipos 40F 10 reacción. Las características constructivas y de funcionamiento, son muy similares entre ambos tipos. Lo único que varía es la forma del rodete. Componentes de la turblna de Kaplan. Cámara espiral. Metálica o de hormigón, de secciones apropiadas. Distribuidor. Cl Tubo de aspiración. Eje. C] Equipo de sellado del eje de turbina. Cojinete guia de turbina. C] Cojinete de empuje. Normalmente formando conjunto con el antenor.

Nos centraremos en el elemento que difiere plenamente entre ambos tipos de turbinas, el rodete, el cual identifica a la turbina Kaplan como tal, permitiendo la obtención de rendimientos óptimos, incluso con valores de 30% del caudal máximo. Rodete de la Turbina Kaplan. En las turbinas Kaplan, todas y cada una de las palas del rotor están dotadas de libertad de movimiento, pudiendo orientarse dentro de ciertos límites sobre sus asientos respectivos situados en el núcleo, llamado también cubo del rodete, adoptando posiciones de mayor o menor inclinación respecto al eje de la turbina según órdenes recibidas del regulador de velocidad.

Las turbinas Kaplan se conocen también como turbinas de doble regulación, por intervenir el proceso, al unísono, tanto sobre las palas del distribuidor, como sobre las del rodete, en base a una correspondencia o ley de conjugación entre posiciones de palas del rodete respecto de las del distribuidor, dependiendo de las condiciones de carga y del salto existente. Con este procedimiento se consguen elevados rendimientos, incluso para cargas bajas y variables, así como en el caso de fluctuaciones importantes del caudal.

Las palas directrices del distribuidor, se gobiernan de forma análoga a como se realiza caudal. náloga a como se realiza en las turbinas Francis. En algunos tipos muy avanzados de turbinas Kaplan, se ha llegado a prescindir del distribuidor, actuando la regulación solamente sobre las palas del rodete. Existen tres sistemas de gobierno de las palas del rodete, dependiendo de la situación del servomotor de accionamiento de las mismas sobre distintas zonas del eje del grupo. Ast tenemos: Servomotor en cabeza.

El servomotor está instalado en el extremo superior del eje, en la zona del alternador. Servomotor intermedio. En este caso está sltuado en la zona de acoplamiento de los ejes de la turbina y del alternador. Servomotor en núcleo. Modernamente se tiende al empleo de este sistema, con el cual se reducen las dimensiones y el número de determinados elementos mecánicos que, en otros sistemas, realizan la interconexión entre el servomotor y los ejes de las palas del rodete. Turbinas Francis. La turbina Francis fue desarrollada por James B.

Francis. Se trata de una turboméquina motora a reacción y de flujo mlxto. Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas que se pueden diseñar para un amplio rango de saltos y caudales, siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van de los dos metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usado en el mundo, principalmente para la producción de energía eléctrica mediante centrales hidroeléctricas.

La turbina Francis presenta las siguientes características: Su óptimo diseño hidráulico garantiza un alto rendimiento. Su diseño reforzado da una vida útil de 60F 10 diseño hidráulico garantiza un alto rendimiento. Su diseño reforzado da una vida útil de muchas décadas en servicio continuo. Alta velocidad de giro permite pequeñas dimensiones. La aplicación de modernos materiales reduce el mantenimiento e las piezas móviles al mínimo. La turbina Francis es instalada en todo lugar donde se dé un flujo de agua relativamente constante y donde se exige un alto rendimiento.

Son conocidas como turbinas de sobrepresión por ser variable la presión en las zonas del rodete, o de admisión total ya que éste se encuentra sometido a la influencia directa del agua en toda su periferia. El campo de aplicación es muy extenso, dado el avance tecnológico conseguido en la construcción de este tipo de turbinas. Pueden emplearse en saltos de distintas alturas dentro de una amplia gama de caudales (entre 2 y 200 m3/s aproximadamente)

Las turbinas Francis de Pozo Son principalmente utilizadas en la rehabilitación de centrales hidroeléctricas existentes, con bajas caídas de aproximadamente 1,5 m – 10 m y grandes volúmenes de agua. También para nuevas instalaciones se podría tener en cuenta la construcción de una turbina Francis de pozo. La selección de esta turbina exige una apropiada experiencia, especialmente en el ámbito de aplicación común de la turbina Francis de Pozo con la turbina de Flujo Cruzado, con gusto le ofrecemos nuestra asesoría calificada para su proyecto específico.

Las turbinas Francis espiral Son empleadas predominantemente en instalaciones on potencias mayores, alturas de caídas de 5 m hasta aproximadamente 250 m y donde no varía mucho el caudal de agua. por sus elevados números de revoluciones se puede lograr casi siempr varía mucho el caudal de agua. Por sus elevados números de revoluciones se puede lograr casi siempre la velocidad síncrona de un generador, lo que permite un acople directo entre la turblna y el generador.

Cuando la turbina Francis espiral compite con la turbina Pelton se debe analizar con mucho cuidado varios aspectos adicionales (como la velocidad de giro, materiales en suspensión en el agua, variaciones en la oferta hídrica, etc. . Órganos principales de una turbina Francis. Los órganos principales de una turbina Francis son: La carcasa, caja espiral o caracol como ya se a dicho es un ducto alimentador de sección generalmente circular y diámetro decreciente, que circula al rotor, procurando el fluido necesario para la operación de la turbina.

Generalmente es lámina de acero. El distribuidor, lo constituye una serie de alabes directores en forma de persiana circular cuyo paso se puede modificar con la ayuda de un servomotor lo que permite imponer al fluido la dirección de ataque exigida por el rodete móvil y además regula l gasto de acuerdo con la potencia exigida de la turbina. El distribuidor se transforma parcialmente la energía de presión en energía cinética. El rodete móvil o rotor.

Esta formado por los propios alabes, los cuales están engastados en un plato perpendicular al eje de la maquina, de cuyo plato arrancan siguiendo la dirección axial, tomando en forma progresiva un alabeo y abriéndose a hacia la dirección radial. El tubo de desfogue o difusor, da salida al agua de la tubería y al mismo tiempo procura una ganancia en carga estática hasta el valor de la presión atmosférica. Principio de funcionamiento de las turbinas Francis. Consid 10 Considerando los aspectos constructivos de los componentes de las turbinas Francls, se comprende con facilidad el funcionamiento de las mismas.

En la mayoría de los casos, la instalación de este tipo de turbinas, se realiza en centrales para cuya alimentación de agua se requiere la existencia de un embalse. Otra particularidad en la ubicación de estas turbinas, radica en que el conjunto esencial de las mismas, es decir, cámara espiral – distribuidor – rodete – tubo de aspiración, se encuentra, generalmente, a un nivel inferior respecto al nivel alcanzado por l agua en su salida hacia el cauce del río en dirección aguas abajo .

Funcionamiento de una turbina Francis. Situación generalizada de una turbina Francis respecto al cauce del río aguas abajo. Podemos considerar, por lo tanto, la presencia de una columna de agua continua, entre los distintos niveles de los extremos mencionados, embalse y salida de agua, deduciendo que la turbina está totalmente llena de agua.

Según otras disposiciones de Instalación, especialmente en saltos de muy poca altura, podríamos interpretar que se halla sumergida, tal es el caso de no disponer de cámara espiral, encontrándose instalado el rodete n el interior de una cámara abierta, normalmente de hormigón, enlazada directamente con la zona de toma de agua o embalse. Combustible Es cualquier substancia que pueda arder, habitualmente se resen,’a esta denominación para aquellos materiales que son quemados para producir energía calorífica.

Los combustibles pueden claslficarse, según el estado en que se presentan. Combustible sólido es aquel qu combustibles pueden clasificarse, según el estado en que se presentan. Combustible sólido es aquel que está formado por C, H2, 02, S, H20. Combustibles sólidos: leña, carbón vegetal, carbón mineral, carbón de coque. Los combustibles líquidos, desde el punto de vista industrial, son aquellos productos que provienen del petróleo bruto o del alquitrán de hulla. Los clasificamos según su viscosidad o según du fluidez.

Combustibles Líquidos: gasolina, gasóleo, petróleo Combustibles Gaseosos a los hidrocarburos naturales y a los fabricados excluslvamente para su empleo como combustibles, y a aquellos que se obtienen como subproducto en ciertos procesos industriales y que se pueden aprovechar como combustibles. Combustibles gaseosos: gas natural, propano, butano, acetileno. MOTOR A GASOLINA: Es un tipo de motor de combustión interna que utiliza la xplosión de un combustible en este caso la gasolina, la cual se produce mediante una chispa para expandir un gas empujando así un pistón.

Existen motores a gasolina de dos y de cuatro tiempos. El ciclo termodinámico utilizado es conocido como ciclo Otto. El ciclo Otto es el aplicado a todo lo referente a motores de combustión interna. Una de sus principales características es la de que todo el calor que es aportado es a volúmenes constantes. El ciclo consta de seis procesos, dos de los cuales se cancelan mutuamente. . ADMISION COMPRESION . COMBUSTION -EXPANSION O PARTE DE TRABAJO -ESCAPE l, CALOR RESIDUA NTE A VOLUMEN