Exposición de Plantas Térmicas

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    Exposicin de Plantas Trmicas. Turbinas de Vapor.

    1. Introduccin.

    2. Marco Terico.

    a. Ruedas y Norias.

    b. Mquina de vapor.c. Turbinas.

    3. Principios fsicos, termodinmicos que rigen su funcionamiento.

    4. Partes de la turbina.

    a. Esquema de sus partes.

    b. Gobernador.

    5. Funcionamiento.

    6. Parmetros tcnicos.

    7. Materiales usados en las turbinas de vapor.

    8. Tipos de turbinas de Vapor.9. Conclusiones.

    10.Bibliografa.

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    Objetivos

    Definir qu es una turbina de vapor.

    Dar a conocer su funcionamiento, componentes y mostrarlos en un esquema.

    Clasificar los diferentes tipos turbinas de vapor.

    Exponer lo principios fsicos que rigen su funcionamiento.

    Identificar los principales parmetros tcnicos y trmicos de las turbinas de vapor.

    Conocer la importancia del regulador centrfugo (gobernador de una turbina).

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    1. Introduccin.

    Hoy en da la mayor parte de la energa elctrica mundial se produce utilizando

    generadores movidos por turbinas, energa elctrica que nos permite disfrutar desde la luzde una bombilla en una noche oscura o el aire fresco de un ventilador en un tarde

    calurosa hasta un desfibrilador cardiaco que puede salvarnos la vida, son muy amplios e

    importantes los usos que le podemos dar a esta energa, energa que proviene de

    centrales termoelctricas, y todo se hace posible gracias al correcto uso de las turbinas y

    el aprovechamiento de sus caractersticas.

    Debido a la importancia de esta turbomquina en campos tan variados de nuestra vida

    diaria precisa un estudio detallado de sus principios fsicos, sus componentes y su

    funcionamiento para asegurar que continen funcionando y brindndonos sus servicios

    por muchos aos ms.

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    2. Marco Terico

    Origen de las turbinas.

    a) Ruedas y Norias.

    El ms antiguo de los motores hidrulicos es la rueda hidrulica que est constituida poruna serie de palas dispuestas en forma de rueda; en la cual el agua, al caer, choca contra

    las palas e impulsa a stas con lo que se consigue el movimiento de la rueda.

    La utilizacin de la energa hidrulica data de la poca de los griegos, quienes empleaban

    la rueda hidrulica llamada noria, que invent Filn de Bizancio en el siglo III a.C, para

    bombear agua.

    A la izquierda vemos una noria, y a la derecha una rueda hidrulica.

    Ms adelante, la rueda hidrulica se transform en la gran mquina de la Edad Media,

    utilizndose en molinos harineros, en aserraderos, martillos y bombas, para accionar

    fuelles, para la batanadura de la lana, para exprimir la caa dulce, primer paso para la

    fabricacin del azcar; incluso fueron usadas ruedas hidrulicas para ayudar en el proceso

    de extraccin de los minerales en la famosa mina del Potos, en Bolivia. Las grandes

    ruedas hidrulicas medievales de madera desarrollaban una potencia mxima de

    cincuenta caballos de fuerza. En este tiempo se las emple tanto en posicin vertical,

    como en posicin horizontal para mover directamente una estructura vertical.

    Siendo una mquina de tan diversa aplicabilidad, a lo largo de la historia muchos se

    interesaron en el desarrollo de la rueda hidrulica. Hasta el famoso Leonardo da Vinci

    dise una rueda que era capaz de llenar una torre de agua, quizs para suplir las

    necesidades de este recurso a un pueblo.

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    b) Mquina de Vapor.

    Thomas Newcomen(nacido el 13 de febrero de

    1663 - 5 de agosto de 1729), herrero e inventor,naci en Dartmouth, Devon, Inglaterra. Es

    frecuentemente citado como el padre de la

    revolucin industrial como su primer innovador y

    empresario.1

    En 1712Newcomen, con su socio Thomas Savery,

    construy una mquina de vapor atmosfrica utilizada

    para bombear agua fuera de las minas de carbn y estao

    existentes en la zona nativa de Newcomen, en el sudoeste

    de Inglaterra, particularmente en Cornualles.

    Ms mquinas fueron instaladas por el propio Newcomen en Inglaterra, lo que llev a la

    construccin de ms de 100 mquinas antes de que la patente expirara en 1733. El diseo

    fue mejorado ms tarde por James Watt.

    James Watt(Greenock, 19 de enero de 1736 - Handsworth, 25 de agosto de 1819)

    fue un ingeniero escocs. Las mejoras que realiz en la mquina de Newcomen

    dieron lugar a la conocida como mquina de vapor, que resultara fundamental enel desarrollo de la Revolucin industrial, tanto en el Reino Unido como en el resto

    del mundo. En 1784 patenta las mejoras hechas a la mquina de vapor de

    Newcomen. Incluyendo avances como el gobernador centrfugo.

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    c) Breve Resea Histrica de la turbina.

    175 A. C-Hern de AlejandraHistricamente, las primera turbina de vaporde la que setiene constancia fue construida por Hern de Alejandraalrededor del ao 175 A. C., la cual consista en un esferametlica con dos toberas en sus polos y orientadas en elmismo sentido por donde escapaba el vapor. La esfera girabadiametralmente, apoyada sobre la caldera por los conductosde entrada del vapor.

    1629-Giovanni BranceBranceutilizo un chorro de vapor para impulsar el giro de unarueda de molino de agua, aunque no logro aplicarlo a ningnuso industrial til.

    1827-Benot FourneyronBenot Fourneyron(31 octubre 1802 hasta 31 julio 1867) fueun ingeniero francs, nacido en Saint-tienne, Loire. , en1827a sus 25 aos de edad cre su primer prototipo de un nuevotipo de molino de agua, llamado "turbina". (El trminoturbina se deriva de la palabra latina turbo que traduceremolino, y lo acu porque describa una rotacin rpida).Esta tuvo una potencia de 4,5kW (6 hp). En 1837 depues demuchas mejoras, logro construir una turbina de 45 kW

    (60hp), a 2300 rpm, este modelo era de 1 pie de dimetro ysolo pesaba 40 libras.

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    La turbina de vapor no fue inventada por una nica persona, sino que fue el resultado del

    trabajo de un grupo de inventores a finales del siglo XIX. Algunos de los participantes ms

    notables en este desarrollo fueron el Britnico Charles A. Parsons, que fue el responsabledel denominado principio de escalones, mediante el cual el vapor se expanda en varias

    fases aprovechndose su energa en cada una de ellas y de la turbina de reaccin. De Laval

    fue el primero en disear chorros y palas adecuadas para el uso eficiente de la expansin

    del vapor, en la turbina de accin. El ingeniero americano C.G Curtis, y A.C.E.Rateau en

    1890 introdujeron los denominados escalonamientos de velocidad.

    1884-Charles Algernon ParsonsCharles Algernon Parsons(Londres, Inglaterra, 13 de juniode 1854Kingston, Jamaica, 11 de febrero de 1931), fue uningeniero e inventor britnico. . Trabaj en el proyecto de

    dinamos y turbinas para la generacin de eletricidad, congran influencia en el campo naval y en el campo de laingeniera elctrica.

    Despus de graduarse en Cambridge, comenz la fabricacinde una revolucionaria turbina de vapor, capaz de generaruna alta velocidad (hasta 18.000 r.p.m),con ella equip unveloz barco de vapor que bautiz con el nombre de Turbinia(1894), con el cual demostr la superioridad de la turbina devapor sobre otro tipo de motores de la poca, en 1891contruy la primera turbina de condensacin

    1887-Karl Gustaf Patrik de LavalKarl Gustaf Patrik de Laval (9 mayo 1845 hasta 2 febrero1913) fue un ingeniero sueco e inventor que hizocontribuciones importantes al diseo de turbinas de vapor ymquinas de lechera.

    La turbina De Laval es una turbina de accin, axial y parcial.Los distribuidores, que tienen el caracterstico perfil ideado

    para el caso por De Laval En 1882present su concepto deuna turbina de vapor de impulsos y en 1887construy unapequea turbina de vapor para demostrar que talesdispositivos se podran construir en esa escala. En 1890Lavaldesarrollado una boquilla para aumentar el chorro de vapora velocidad supersnica, Turbinas de Laval-de puedenfuncionar a hasta 30.000 rpm.

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    d) Turbina. (En General).

    Motor rotativo que convierte en energa mecnica la energa de una corriente de

    agua, vapor de agua o gas. El elemento bsico de la turbina es la rueda o rotor, que

    cuenta con palas, hlices, cuchillas llamados labes, 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. Esta energa mecnica se transfiere

    a travs de un eje para proporcionar el movimiento de una mquina, un

    compresor, un generador elctrico o una hlice.

    Las turbinas se clasifican en turbinas hidrulicas o de agua, turbinas de vapory turbinas

    de combustin, los molinos de viento que producen energa elctrica se llaman turbinas

    de viento.

    El xito obtenido con las turbinas de agua condujo a utilizar el principio de la turbina para

    extraer energa del vapor de agua. Mientras que la mquina de vapor de vaivndesarrollada por Watt utilizaba la presin del vapor, la turbina consigue mejoresrendimientos al utilizar tambin la energa cintica de ste. La turbina puede ser mspequea, ms ligera y ms barata que una mquina de vapor de vaivn de la mismapotencia, y puede ser de un tamao mucho mayor que las mquinas de vaporconvencionales. Desde el punto de vista de la mecnica, tiene la ventaja de producirdirectamente un movimiento giratorio sin necesidad de una manivela o algn otro mediode convertir la energa de vaivn en energa rotatoria.

    La turbina de vaporde una planta de cogeneracin es un equipo sencillo, y como mquinaindustrial, es una mquina madura, bien conocida y muy experimentada. Ms del 70 % de

    la energa elctrica generada en el mundo se produce diariamente con turbinas de vapor.

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    3. Principios fsicos.

    a) Ciclo de Rankine El ciclo termodinmico bajo el cual opera una turbina de vapor

    se denomina Ciclo de Rankine. En este ciclo, el agua es bombeada a una presin

    mediaalta, dependiendo del tamao de la unidad y la temperatura a la que el

    vapor ser eventualmente calentado. Posteriormente, el agua se calienta hasta sutemperatura de ebullicin y usualmente es sobrecalentada por encima de esa

    misma temperatura. El vapor presurizado se expande a una presin menor en una

    turbina de etapas mltiples y posteriormente se canaliza a un condensador que

    opera al vaco, o bien, a un sistema de distribucin que entrega el vapor para su

    uso en una aplicacin industrial o comercial. Finalmente, el condensado es

    recirculado a travs de una bomba para la continuacin del ciclo.

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    b) Tringulo de velocidades

    En el lenguaje de las turbomquinas se habla de tringulo de velocidadespara referirse al

    tringulo formado por tres vectores los cuales son:

    Tringulo de velocidades.

    La velocidad absoluta del fluido

    La velocidad relativa del fluido

    respecto al rotor

    La velocidad lineal del rotor

    Estos tres vectores forman un tringulo ya que la suma en un mismo punto esigual a en ese punto por leyes del movimiento relativo de la mecnica

    clsica (transformacin de Galileo o composicin de velocidades).

    El ngulo entre los vectores y es denotado y el ngulo entre los vectores y es

    denotado . Esta nomenclatura es norma DIN 1331.

    c) El teorema de Bernoulli

    Explica que la presin de un fluido, sea gas o lquido, disminuye directamenteproporcional a la velocidad.

    Con este teorema descubierto por Daniel Bernoulli (holandes), se basan las turbinas y

    bombas que hoy conocemos. Se puede decir que gracias a el existen las hidroelctricas y

    el avion a turbina (supersonico).

    http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Turbomaquinas_tdv.jpg
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    d) Ecuacin de Euler (turbomquinas) Se denomina ecuacin de Euler a la ecuacin

    fundamental que describe el comportamiento de una turbomquina bajo la

    aproximacin de flujo unidimensional.

    FLUJO UNIDIMENSIONAL

    La simplificacin de flujo unidimensional requiere dos condiciones:

    1) El flujo es normal a las reas de la frontera por donde entra o sale del volumen de control. (Esta

    condicin se puede conseguir simplemente escogiendo una superficie de control que sea normal

    al flujo.)

    2) Todas las propiedades intensivas, incluyendo la velocidad y la densidad, son uniformes con la

    posicin sobre el rea de la frontera donde entra o sale el flujo. (La velocidad slo es homognea

    en el rea de una tubera si el fluido no tiene viscosidadflujo potencial. Sin embargo, siempre sepueden considerar valores medios globales.)

    donde:

    es la potencia transportada por la mquina. Esta es obtenida ( ) para

    una turbina y cedida ( ) para una bomba.

    es el caudal msico que atraviesa la mquina.

    c es la velocidad absoluta del fluido. El subndice u indica que se considera solo la

    velocidad tangencial. Los subndices 1 y 2 indican entrada y salida

    respectivamente.

    u es la velocidad del rodete. Se ve que

    Partiendo de la Ley de Newton para un sistema abierto podemos enunciar la conservacin

    de momento cintico para un volumen fluido:

    donde E son las fuerzas en ese volumen, m la masa del mismo y c la velocidad de este.

    Si integramos para el volumen encerrado en la turbomquina, podemos obtener la

    resultante para toda ella:

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    Pero dado que en una turbomquina la transferencia de energa se produce a travs del

    momento angular solo nos interesa la componente tangencial de c. Dicha componente

    produce un par:

    donde R es la distancia con respecto al eje

    Finalmente, vemos que la potencia transferida es el par por la velocidad angular:

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    4. Partes de la turbina.

    1. El estator: (cilindro), est constituido por pedestales, cargadores, bloques de toberas,

    diafragmas y sellos y en ocasiones por el sistema de distribucin de vapor y por elcondensador.

    2. Rotor:es la parte mvil de la turbina.

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    3. labes:Pieza de la turbina donde tiene lugar la expansin del vapor. Pueden fijos

    o mviles

    4. labes fijos: van ensamblados en los diafragmas que forman parte del estator.Sirven para darle la direccin adecuada al vapor y que empuje sobre los labes

    mviles.

    5. Diafragmas: son discos semicirculares que van dispuestos en el interior de lacarcasa perpendicularmente al eje y que llevan en su periferia los labes fijos.

    6. Cojinetes: son los elementos que soportan los esfuerzos y el peso del eje de laturbina. Los cojinetes pueden ser radiales, que son aquellos que soportan losesfuerzos verticales y el peso del eje, o axiales, soportan el esfuerzo en la

    direccin longitudinal del eje.

    7. Sistemas de estanqueidad (sellos): son aquellos sistemas de cierre situados aambos extremos del eje de la turbina que evitan que escape el vapor de la turbina.

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    EL GOBERNADOR

    Un gobernador o regulador centrfugo es mecanismo que regula la velocidad de una mquina y

    hace que se mantenga casi uniforme, a pesar de las variaciones en la conduccin de alimentacin

    o la resistencia.

    La mayora de los gobernadores dependen de la fuerza centrfuga de una pieza conectada con un

    eje de la mquina. Cuando la velocidad aumenta, tambin aumenta esta fuerza, y sea aumenta la

    presin de la pieza contra una superficie o mueve la pieza, y por lo tanto acta en un descanso o

    una vlvula.

    En el gobernador de Watt para mquinas de vapor los brazos se abren hacia el exterior, y por lo

    tanto la abertura de la vlvula de vapor.

    La funcin es la de fijar las revoluciones del motor en el rgimen deseado por el usuario.

    Consta de un eje de entrada, unos contrapesos mviles y un sistema de transmisin de

    movimiento por palancas hasta la vlvula.

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    TIPO DE CONTROLES DE LAS TURBINAS

    CONTROL MECANICO:

    Fue creado por James Watt y su nombre es el Gobernador. Descrito anteriormente.

    CONTROL MECANICOHIDRAULICO:

    Consiste en un regulador centrfugo, un rel y un servomotor, la cual trabajan en conjunto con la

    seal que hace que se abran o se cierran las vlvulas.

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    CONTROL ELECTRO - HIDRULICO:

    Los sensores remplazan lo aparatos mecnicos que monitorean la turbina y envan la seal

    anlogas que despus de ser analizadas se corrigen y se reenvan la las vlvulas para que abran o

    cierren segn sea necesario.

    CONTROL DIGITOELECTROHIDRAULICO:

    Implementa dispositivos digitales como el PLC y sensores que procesan digitalmente la

    informacin evitando los tableros de control y reemplazndolos por computadoras, que enva

    seales a la vlvula para la apertura o cierre.

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    5. FUNCIONAMIENTO

    El funcionamiento de la turbina de vapor se basa en el principio termodinmico que expresa que

    cuando el vapor se expande disminuye su temperatura y se reduce su energa interna. Esta

    reduccin de la energa interna se transforma en energa mecnica por la aceleracin delas partculas de vapor, lo que permite disponer directamente de una gran cantidad de energa. Cuando

    el vapor se expande, la reduccin de su energa interna en 400 cal puede producir un aumento de la velocidad de las

    partculas a unos2.900 km/h. A estas velocidades la energa disponible es muy elevada, a pesar de que las partculas

    son extremadamente ligeras.

    El funcionamiento es muy sencillo: se introduce vapor a una temperatura y presin determinadas

    y este vapor hace girar unos labes unidos a un eje rotor; a la salida de la turbina, el vapor que se

    introdujo tiene una presin y una temperatura inferior. Parte de la energa perdida por el vapor se

    emplea en mover el rotor. Necesita tambin de unos equipos auxiliares muy sencillos, como un

    sistema de lubricacin, de refrigeracin, unos cojinetes de friccin, un sistema de regulacin y

    control, y poco ms.

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    6. PARMETROS TECNICOS y TERMICOS.

    a) Parmetros tcnicos.

    Temperaturas de cojinetes: en funcionamiento normal, un calentamiento fuera delo normal nos indicara que hay rozamientos.

    Temperaturas de aceite:en funcionamiento normal, nos podra indicar que el enfriadordel aceite no hace su trabajo o que hay rozamientos en alguna pieza, si las temperaturasaumentan.

    Presin de aceite: nos indicara posibles fugas en caso de bajar o que las bombasencargadas de mantener la presin no funcionan correctamente.

    Desplazamiento axial:movimientos del eje que nos pueden averiar el sistema.

    Potencia a plena carga:ver que no ha disminuido la energa que nos da el sistema.Holgura en cojinetes radiales:Observar el desgaste de los cojinetes radiales.

    b) Parmetros trmicos.

    Condiciones de entrada y de salida de la turbina de vapor. Presin. Temperatura. Calidad del vapor. Velocidad del vapor.

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    7. Materiales usados en las turbinas de vapor.

    El acero es el material que se utiliza en la construccin de las turbinas de vapor;

    para hacer frente a los imperativos sealados se alea con otros elementos que

    mejoran sus cualidades, como el nquel, cromo, molibdeno, vanadio, volframio,

    titanio, niobio, manganeso

    Para los ejes y discos sometidos a tensiones y temperaturas moderadas del orden

    de 300C basta con aceros al 0,3% C, 70 kg/cm2. Los discos de los ltimos

    escalonamientos de las turbinas de condensacin, fuertemente solicitados,

    necesitan aceros de alta resistencia con adicin de: Cr

    Para temperaturas elevadas, mayores de 450C, los ejes de los rotores y los discos

    de AP se fabrican con aceros que contienen generalmente 1,5% Cr, 0,4% Mo, 1%

    Mn, 0,6% V, con resisten- cias bajo cargas prolongadas a 500C de 10 kg/cm2. Los

    tambores de las turbinas de reaccin pueden ser macizos o compuestos. Los

    tambores com- puestos se construyen a partir de elementos forjados, montados

    por soldadura en atmsfera inerte

    (argn) con electrodo de tungsteno, con el eje del rotor en posicin vertical; una

    vez hecha esta operacin, se pone el eje del rotor en posicin horizontal, y se

    suelda automticamente con arco sumergido (soldadura en escoria); finalmente se

    recuece y comprueba por gammagrafa.

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    8. Tipos de turbinas de vapor

    La clasificacin de las turbinas de vapor puede hacerse segn la forma de

    aprovechamiento de la energa contenida en el flujo de vapor (reaccin o accin),

    segn el nmero de etapas (multietapa o monoetapa), segn la direccin del flujode vapor (axiales o radiales), si existe o no extraccin de vapor antes de llegar al

    escape y por ltimo por la presin de salida del vapor (contrapresin, escape libre

    o condensacin).

    Segn el aprovechamiento de la energa contenida.

    Turbina de vapor de reaccin :(o turbina Parsons) En la turbina de reaccin la

    energa mecnica se obtiene de la aceleracin del vapor en expansin. Las turbinas

    de este tipo cuentan con dos grupos de palas, unas mviles y las otras fijas. Las

    palas fijas estn colocadas de forma que cada par acta como una boquilla a travs

    de la cual pasa el vapor mientras se expande, llegando a las palas de las turbinas

    de reaccin, que se montan en un tambor que acta como eje de la turbina.El

    salto entlpico del vapor puede realizarse tanto en el rotor como en el estator.

    En la turbina de reaccin se produce un escalonamiento de velocidad. Este

    escalonamiento consiste en producir una gran cada de presin en un grupo de toberas y

    utilizar la velocidad resultante del vapor en tantos grupos de alabes como sea necesario

    mediante un juego de enderezadores reorientando el vapor de salida de la primera etapa

    para que entre en un segundo rodete.

    Se denomina grado de reaccin a la fraccin de la expansin producida en la corona mvil

    respecto a la total, un grado de reaccin 1 indica que la turbina es de reaccin pura,

    mientras que para el valor cero ser una turbina de vapor de accin.

    Turbina de vapor de accin:De Laval y Curtis.

    La forma ms sencilla de turbina de vapor es la denominada turbina de accin, en la que

    los chorros de la turbina estn sujetos a un punto dentro de la carcasa de la turbina, y las

    palas estn dispuestas en los bordes de ruedas que giran alrededor de un eje central. Elvapor pasa a travs de las boquillas y alcanza las palas. stas absorben una parte de la

    energa cintica del vapor en expansin, lo que hace girar la rueda y con ella el eje al que

    est unida. La turbina est diseada de forma que el vapor que entra por un extremo de la

    misma se expande a travs de una serie de boquillas hasta que ha perdido la mayor parte

    de su energa interna.

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    Una turbina de vapor de accin con un escalonamiento de velocidad consta

    fundamentalmente de:

    Un distribuidor fijo, compuesto por una o varias toberas, cuya misin es transformar la

    energa trmica del vapor puesta a su disposicin, total (accin), o parcialmente

    (reaccin), en energa cintica.

    Una corona mvil, fija sobre un eje, cuyos labes situados en la periferia tienen por objeto

    transformar en energa mecnica de rotacin, la energa cintica puesta a su disposicin.

    Para ambos tipos de turbinas.

    Para que la energa del vapor se utilice eficientemente en ambos tipos de turbina, es

    necesario utilizar varios escalones en cada uno de los cuales se convierte en energa

    cintica una parte de la energa trmica del vapor. Si se hiciera toda la conversin de los

    dos tipos de energa en un solo escaln, la velocidad rotatoria de la rueda sera excesiva.Por lo general, se utilizan ms escalones en las turbinas de reaccin que en las turbinas de

    accin.

    Se puede comprobar que, con el mismo dimetro y la misma cantidad de energa, la

    turbina de reaccin necesita el doble de escalones para obtener un rendimiento mximo.

    Las turbinas ms grandes, que normalmente son de accin, emplean hasta cierto grado la

    reaccin al principio del recorrido del vapor para que el flujo de vapor sea eficaz. Muchas

    de las turbinas de reaccin utilizan primero un escaln de control de accin, lo que reduce

    el nmero de escalones necesarios.

    A causa del aumento de volumen del vapor cuando se expande, es necesario aumentar en

    cada escaln el tamao de las aberturas a travs de las cuales pasa el vapor. Durante el

    diseo real de las turbinas, este aumento se consigue alargando las palas de un escaln a

    otro y aumentando el dimetro del tambor o la rueda a la que estn acopladas las palas.

    Tambin se agregan dos o ms secciones de turbina en paralelo. Como resultado de esto,

    una turbina industrial pequea puede ser prcticamente cnica, con el dimetro ms

    pequeo en el extremo de entrada, de mayor presin, y el dimetro mayor en el extremo

    de salida. Las grandes turbinas de una central elctrica nuclear pueden tener cuatro

    rotores con una seccin de alta presin con flujo doble, seguida de tres secciones de bajapresin y flujo doble.

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    Segn el nmero de etapas.

    Turbina monoetapa:Se utilizan para turbinas de hasta 2 MW de potencia, al ser de

    mas simple construccin son las mas robustas y seguras, adems de acarrear

    menores costes de instalacin y mantenimiento que las multietapa.

    Turbina multietapa: El objetivo de los escalonamientos en la turbina de vapor es

    disminuir la velocidad del rodete conservando una velocidad de los alabes prxima

    al valor optimo con relacin a la velocidad del chorro de vapor. Si tenemos una

    presin de vapor muy elevada sin las etapas necesarias, seria necesario que la

    turbina girase a una velocidad muy alta, que no sera viable mecnicamente por las

    dimensiones que debera tener el reductor (caja de engranajes que ajustara la

    velocidad final del eje a la deseada).

    Consiguen mejores rendimientos que las monoetapa, adems pueden absorber flujos de

    vapor de mucha mayor presin, por lo que se utilizan para turbinas de alta potencia.Suelen utilizarse turbinas mixtas, con las primeras etapas de accin y las finales de

    reaccin.

    Segn el direccin del flujo.

    Turbina de flujo axial:Es el mtodo mas utilizado, el paso de vapor se realiza

    siguiendo un cono que tiene el mismo eje que la turbina.

    Turbina de flujo radial: El paso de vapor se realiza siguiendo todas las direcciones

    perpendiculares al eje de la turbina.

    Segn la presin de salida del vapor

    Turbina con extraccin de vapor:Se realiza en etapas de alta presin, enviando

    parte del vapor de vuelta a la caldera para sobrecalentarlo y reenviarlo a etapas

    intermedias. En algunas ocasiones el vapor tambin puede ser extrado de alguna

    etapa para derivarlo a otros procesos industriales.

    Turbina de contrapresin: La presin del vapor a la salida de la turbina es superior

    a la atmosfrica, suele estar conectado a un condensador inicial que condensa al

    vapor, obtenindose agua caliente o sobrecalentada, que permite su

    aprovechamiento trmico posterior.

    Turbinas de condensacin:El vapor sale a una presin inferior a la atmosfrica, en

    este diseo existe un mayor aprovechamiento energtico que a contrapresin, se

    obtiene agua de refrigeracin de su condensacin. Este diseo se utiliza en

    turbinas de gran potencia que buscan un alto rendimiento.

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    TURBINA RATEAU

    El francs Rateau construye en 1890 un tipo de turbina de accin tangencial, Fig I.10, que

    posteriormente transforma en turbina compound con dos escalonamientos de presin.

    Posteriormente subdivide el salto trmico utilizado por la mquina en un gran nmero de

    escalonamientos de presin, dando lugar a la turbina Rateau multicelular, que a pesar de ser de

    accin, se la dota de un ligero grado de reaccin en los ltimos escalonamientos a fin de aumentar

    la velocidad de paso y salida del vapor y la consiguiente disminucin de la altura de los labes; el

    primer rodete de alta presin es de tipo Curtis, y lleva dos escalonamientos de velocidad.

    TURBINA CURTIS. Modelo mejorado de la De Laval.

    La turbina Curtis es una turbina de accin con escalonamientos de velocidad, y cuando por primera

    vez fue construida, presentaba como caractersticas principales una disposicin vertical y un

    nmero reducido de escalonamientos de presin, inferior a cinco, cada uno de los cuales estaba

    subdividido en dos o tres escalonamientos de velocidad, constituyendo as una turbina mixta. La

    disposicin vertical ocupaba un espacio mnimo, presentando algunas ventajas desde el punto de

    vista de desgaste de cojinetes, equilibrado, etc, pero la disposicin actual es horizontal, y los

    escalonamientos de velocidad se limitan a la primera rueda de alta presin, ya que en las turbinas

    de vapor de accin de pequea y media potencia, como el salto entlpico asignado al primer

    escalonamiento de accin resulta excesivo, se sustituye por un doble escalonamiento Curtis que

    permite la admisin parcial de vapor; a esta corona Curtis se la conoce como corona de regulacin,

    ya que en ella se verifica la regulacin cuantitativa de la turbina.

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    9. Conclusiones.

    Se hizo notar la diferencia entre ruedas de accin y reaccin y su aplicacin en las

    turbinas de vapor.

    Los diferentes tipos de turbinas, accin y reaccin son usados en turbinas mixtas

    para aprovechar mejor las condiciones del vapor y velocidad del rotor para lageneracin de energa elctrica.

    La importancia de parmetros tcnicos y trmicos del funcionamiento de turbinas.

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    10.Bibliografa.

    http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/maquinashidraulicas/rueda_hidraulica/rueda_hidraulica.html

    http://www.ecured.cu/index.php/Turbina_de_vapor

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    "INSPECCION DE INTEGRIDAD PARA TURBINAS DE VAPOR EN CENTRALES TERMOELECTRICAS",

    Tesis de JUAN LOPEZ DEL ANGEL y CARLOS FRANCISCO RUIZ REYES, UNIVERSIDAD

    VERACRUZANA.

    http://www.gruponovaenergia.com/

    http://www.siemens.com.co/siemensdotnetclient_andina/templates/PortalRender.aspx?channel=

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    http://www.turbomaquinas.mx/

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    http://jc-steam.com/estore/index.php?

    Boletn mensual sobre lubricacin y mantenimeiento. Wearcheckiberica N 2 Mar-2004.

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    Preguntas y Anexos.

    Qu tipo de aceite se usa en turbina?

    El aceite lubrica los grandes rodamientos de la turbina y asegura que las partculas, tales

    como productos de degradacin del aceite y el agua, sean transportados lejos de losrodamientos.

    Compatible con la mayora de los aceites Mobil existentes para turbinas, la Serie Mobil

    DTE 700,Aceite Mobil DTE 832.

    Los aceites Regal EP son Iubricantes con aditivos EP de calidad premium para turbinas

    especificamente orientados para la lubricacin de turbinas a gas y a vapor, que utilicen el

    mismo aceite en la caja de engranajes.

    Ver anexo, catalogo Shell turbo T. Aceite para turbinas, a vapor y gas.

    Qu caractersticas debe tener?

    Viscocidad, segn la norma ASTM-D 445, y D 4378-97. Con grados de viscosidad ISO VG

    32, 46, 60 y hasta 100. La temperatura mxima a las salida de lso cojinetes debe ser entre

    55 y 70 grados Celsius, y a la salida del enfriador entre 44 y 45, no menores a 38. Un aceite

    mineral empieza a oxidarse a temperaturas superiores a 82 grados centgrados.

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    Algunos parmetros, normas y frecuencia de revicion.

    http://www.wearcheckiberica.es/boletinMensual/PDFs/turbinas.pdf

    http://www.wearcheckiberica.es/boletinMensual/PDFs/turbinas.pdfhttp://www.wearcheckiberica.es/boletinMensual/PDFs/turbinas.pdfhttp://www.wearcheckiberica.es/boletinMensual/PDFs/turbinas.pdf
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    Presiones y temperaturas de entrada a turbinas.

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