Turbina De Gas

Definición de turbina de gas

Una turbina de gas, 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 Brayton y en algunos ciclos de refrigeración. Es común en el lenguaje cotidiano referirse a los motores de los aviones como turbinas, pero esto es un error conceptual, ya que éstos son turborreactores los cuales son máquinas que, entre otras cosas, contienen una turbina de gas.

Principio de funcionamiento

Los motores a propulsión generan empuje con la ayuda de una turbina a gas, llamada así EJEporque utiliza el aire, que es un gas, no porque este hecha para funcionar con combustibles gaseosos. La turbina a gas transforma la energía potencial del carburante en energía útil, concentrándola en una tobera, a través de la expulsión de los gases de escape a alta velocidad. El "empujón" es el producto de la velocidad multiplicada por la masa de flujo, Y = V x M y el principio que regula el funcionamiento es el siguiente:

1.- En primer lugar y con la ayuda inicial de un motor eléctrico, el aire es aspirado dentro del motor y es redCOMPRESORucido de volumen “comprimido” por la fase de compresor, este, a igual que la fase de turbina, consiste en un sistema de palas fijas, (estatores) y una de palas rotatorias, (rotores), instaladas sobre un eje. El conjunto (eje, compresor, turbina), es llamado rotor. Casi todos los reactores de avión emplean un compresor de flujo axial, en el que el aire tiende a fluir en la dirección del eje pasando por las mencionadas aspas fijas y giratorias,( estatores y rotores). Las aspas están situadas de forma que el aire entra a gran velocidad. Al fluir a través de las aspas, su velocidad disminuye, con lo que aumenta la presión. En los motores a reacción de tamaño REAL dotados de compresores modernos de flujo axial pueden aumentar la presión 24 veces en 15 etapas; cada conjunto de estatores y rotores forma una etapa.

2.- Generalmente el encendido ocurre por una bujía (O.S. tipo F, por ejemplo, a la que se DIFUSOR (PALAS FIJAS TRAS EL COMPRESOR) le estira hacia fuera algunos milímetros el filamento) y que incendia el gas propano/butano, (tanto la bujía como el gas solo es necesario al principio ya que el queroseno no prende hasta que no alcanza la temperatura adecuada), el clásico camping gas, que aumenta la temperatura de la cámara a mas de 100ºC aproximadamente (temperatura mínima de activación de la bomba de carburante y en consecuencia posterior corte de suministro del gas auxiliar).

3.- El carburante precalentado en los vaporizadores, es inyectado a continuación por pequeños tubitos de un diámetro interior entre 0,4 y 0,6 mm, (inyectores), dentro de la cámara de combustión. En esta zona se mezcla con el aire comprimido y se incendia. Para obtener el máximo rendimiento, la temperatura de combustión debería ser la máxima que se pudiera obtener de la combustión completa del oxígeno y el combustible. Sin embargo, esta temperatura calentaría la turbina en exceso; las temperaturas de entrada en la turbina, que actualmente limitan la potencia de los turborreactores, no pueden superar las limitaciones térmicas de los materiales. Para reducir la temperatura de entrada a la turbina sólo se quema parte del aire comprimido. Esto se consigue dividiendo el aire al entrar en la cámara de combustión: parte del aire se mezcla con el combustible y se inflama, y el resto se emplea para enfriar la turbina.

4.- En la fase siguiente, la de la turbina, el aire al expandirse bruscamente debido a la combustión, es conducido a gran velocidad hacia atrás, produciendo energía al hacer girar la turbina, una parte de ésta, es absorbida enseguida por el compresor, el cual es obligado a girar al estar unido al mismo eje central que la turbina, (produciendo el deseado circulo vicioso) El resto

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