Fundamentos de Turbinas de Gas

Presentación del tema: "Fundamentos de Turbinas de Gas"— Transcripción de la presentación:

1 Fundamentos de Turbinas de Gas
Dr. Eloy Edmundo Rodríguez Vázquez

2 Turbinas de Gas A gas turbine is a turbomachine composed of a compressor part, a part with heat supply to the compressed gas and a turbine part in which the hot gas expands [1]. Figura 1. Turbina de gas L20A, Kawasaki [2] Fundamentals of turbomachines, Erik Dick, Springer B&B-AGEMA,

3 Turbinas de Gas Las turbinas de gas (fluido compresible) son máquinas rotativas que permiten la transferencia de energía entre un fluido y un rotor provisto de álabes que giran dentro de una carcasa o cuerpo estructural [3]. Figura 2. Rotor de una turbina de gas [4]. 3. Turbomáquinas de fluido compresible, Manuel Polo, Limusa 4. ATTS Inc. Gas turbine parts and auxiliary components

4 Transferencia de Energía
La transferencia de energía en las turbinas de gas tiene su origen en las propiedades elásticas del fluido de trabajo y en los cambios que sufre el momento de la cantidad de movimiento del flujo con relación al tiempo, mientras que éste pasa por los ductos que forman los álabes del rotor y la carcasa, sobre los que determina acciones y reacciones equivalentes a fuerzas [3]. Figura 3. Simulación de flujos en álabes. 3. Turbomáquinas de fluido compresible, Manuel Polo, Limusa

5 Transferencia de Energía
Figura 4. Arreglo básico de álabes en el compresor y la turbina [5]. 5. Verdichter and turbine JUMO 004-B, Sep 1944ponents

6 Clasificación Figura 5. Clasificación de las turbomáquinas [6].
Turbomáquinas de Flujo Compresible Compresores Turbocompresores Centrífugos Axiales Desplazamiento positivo Compresores de émbolo Rotativos positivos Turbinas Turbinas de Gas Turbinas de Vapor Figura 5. Clasificación de las turbomáquinas [6]. 6. Fundamentos de las turbomáquinas, Ingelibre

7 Flujo estable 1D Flujo másico Aceleración Diferencial de Fuerza V
V Flujo estable

8 Flujo estable 1D La dirección de la fuerza es la misma que la del vector resultante de velocidad de flujo Fuerza

9 Flujo compresible Diferencial de Fuerza Diferencial de Presión Flujo másico Derivando

10 Flujo compresible Diferencial de Presión Velocidad de flujo En un proceso isoentrópico la velocidad de flujo depende del modulo de elasticidad o de la temperatura

11 Ecuación de estado Ecuación de estado de los gases ideales
Ecuación de estado de los gases reales P Presión a y b constante empíricas experimentales V Volumen n No. de moles R Constante universal de los gases ideales T Temperatura

12 Modelo de Orificio Ecuación general de los gases ideales

13 Modelo de Orificio

14 Sintetizar un modelo de la turbina de gas, considerando un trabajo de salida dado y modelando los 4 estados del ciclo de Brayton. El objetivo es que el modelo sea estático, pero se prefiere dinámico. Proyecto