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Practica de turbinas de termodinamica aplicada...

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LABORATORIO DE TERMODINAMICA GRUPO 22 PRÁCTICA “Turbina de gas” PROFESOR: SANDOVAL RODRÍGUEZ JOSÉ ANTONIO ALUMNOS: -LÓPEZ ORTÍZ ALAN

Marco teórico. Este es un ciclo con aire, que es ampliamente utilizado en los motores de reacción de los aviones, y en todas aquellas centrales termoeléctricas que no operan con vapor de agua. Consiste en dar presión al aire para luego calentarlo a base de quemar combustible. Posteriormente este gas a alta temperatura se hace pasar

por una turbina donde se extrae su energía; una parte de esa energía se emplea para impulsar el compresor, y la energía restante se utiliza para girar un generador eléctrico.

El ciclo detallado de una central termoeléctrica es el siguiente:

● En el proceso 1-2 se produce una compresión en la que apenas se pierde calor, por lo que se considera adiabática, del gas. ● ● Durante el proceso 2-3 se introduce calor manteniendo constante la presión. ● ● La expansión del proceso 3-4 también se realiza de forma adiabática. Del trabajo total que se obtiene en la turbina, una parte se aprovecha para hacer girar el compresor, con lo cual el trabajo útil será la diferencia de ambos. ● Por último, en la transformación 4-1 se refrigera el gas para devolverlo a sus condiciones iniciales.

Tanto en el caso de las centrales termoeléctricas como en los turborreactores de avión, las máquinas son siempre rotativas, y realizan la compresión de dos posibles formas: En los compresores axiales se impulsa la corriente de aire hacia secciones menores mediante una serie de hélices provistas de aspas o álabes giratorios

alternados con álabes fijos. A cada pareja de hélice móvil y hélice fija se le llama escalón de compresión.

La expansión en las turbinas se realiza haciendo pasar el gas de alta energía por escalones similares a los del compresor, pero de sección cada vez mayor para compensar la progresiva pérdida de presión del gas. En los reactores, la turbina sólo extrae el trabajo necesario para mover el compresor, y como el gas aún tiene energía en forma de presión, temperatura y velocidad, se aprovecha éstas para impulsar la aeronave, haciendo pasar la corriente de gas a través de una pieza con forma de embudo llamada tobera.

Relación de presiones pB r = p A : la relación de

presión igual al cociente entre la presión al final

del proceso de compresión y al inicio de él. Eficiencia del ciclo La eficiencia viene dada por la siguiente expresión:

η=

1 1−rp

k−1 k

Conclusiones El ciclo Brayton es uno de los ciclos termodinámicos de más amplia aplicación, al ser la base del motor de turbina de gas, por lo que el producto del ciclo puede ir desde un trabajo mecánico que se emplee para la producción de electricidad en los quemadores de gas natural o algún otro aprovechamiento –caso de las industrias de generación eléctrica y de algunos motores terrestres o marinos, respectivamente–, hasta la generación de un empuje en un aerorreactor. Sobre el ciclo básico existen variantes que lo complican para mejorar alguna de sus prestaciones, como la potencia o el rendimiento. Ejemplos de estas variantes son el ciclo Brayton con regenerador, el ciclo Brayton de múltiples etapas (de compresión u expansión), o la combinación de un ciclo Brayton con un ciclo Rankine para dar lugar al denominado ciclo combinado.

Referencias Obtenido de http://www.renovetec.com/590-mantenimientoindustrial/110-mantenimiento-industrial/306-partes-de-unaturbina-de-vapor (2/09/19)...