TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE TIANGUISTENCO

1. TECNOLOGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE TIANGUISTENCO UNIDAD IV “TURBINAS DE GAS” TEMAS : 4.2.6 CLASIFICACIÓN Y PARTES CONSTITUTIVAS DE LAS TURBINAS DE GAS. ------INTEGRANTES------ GILBERTO VEGA GONZÁLEZ REYNA MARTINA FLORES HERNÁNDEZ ARTURO ZABDI NAVIDAD REYES

2. 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.

3. 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.

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

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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

16. 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.

17. 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.

18. 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.

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24. 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.

25. BIBLIOGRAFIA • "Turbinas de Vapor", Greene Richard. • "Turbinas" Webber, Norman Bruton. • "Turbomáquinas térmicas", Claudio Mataix, año 1973, Editorial Dossat S.A.