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UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTIAGO DE GUAYAQUIL

TERMODINAMICA

INVESTIGACIÓN

LAS TURBINAS, Y SU CLASIFICACIÓN

NOMBRE:

PEDRO RODRÍGUEZ

SEMESTRE A-2015

08-09-2015

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¿Qué son las turbinas?

Una turbina es una máquina formada por

una rueda con varias paletas. Al recibir un

líquido de manera continuada en su parte

central, la turbina lo expulsa hacia su

circunferencia y consigue aprovechar su

energía para generar una fuerza motriz.

Lo que hace una turbina, por lo tanto, es sacar provecho de

la presión  de un líquido para conseguir que una rueda con hélices

dé vueltas y produzca un movimiento. Puede decirse, por lo tanto,

que la turbina es un motor que produce energía mecánica.

Las hélices o paletas de la rueda están ubicadas en su

circunferencia. El líquido que ingresa en la turbina, por lo tanto,

genera la fuerza de tipo tangencial que le otorga movimiento a la

rueda, haciendo que gire. Un eje, finalmente, se encarga

de transferir  dicha energía mecánica a otra máquina o dispositivo.

Algunos tipos de turbinas

Es posible distinguir entre una amplia variedad de turbinas de

acuerdo a su funcionamiento. Una turbina eólica, por ejemplo, es

aquella que aprovecha la energía cinética que se halla en el viento

para conseguir energía mecánica. Las turbinas eólicas eran

frecuentes en los molinos.

La turbina hidráulica, en cambio, trabaja con la energía  que está

presente en un fluido. Gracias al eje que se encuentra vinculado a la

rueda, esta clase de turbina puede ofrecer la energía necesaria para

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movilizar una máquina o para producir energía eléctrica a través de

un generador. Las centrales hidroeléctricas, de hecho, utilizan

turbinas de esta clase.

No podemos pasar por alto la existencia de lo que se conoce como

turbina Kaplan. Esta es un tipo de turbina de agua que basa su

funcionamiento en un rodete que viene a realizar la misma función y

de manera similar que la hélice de una embarcación. Si se da en

llamar así es en honor a su inventor, el ingeniero austriaco Víktor

Kaplan (1876 – 1934).

Aquel patentó dicho dispositivo y aunque, en un primer momento, se

consideró que no podría fabricarse ni tener el resultado esperado

finalmente acabó triunfando. Así, comenzó a emplearse tanto en

fábricas de textiles como en centrales eléctricas.

Por otro lado, también nos encontramos con la llamada turbina

Francis, que es de reacción y flujo mixto. Fue creada por James B.

Francis, es de tipo hidráulico y actualmente donde es empleada con

mayor asiduidad es en las centrales hidroeléctricas, ya que cuenta

con una gran eficiencia.

Dentro de la mencionada clasificación anterior se encuentran las

turbinas:

* De acción: el fluido no cambia de presión en ningún momento de

su paso por el rodete, sino que se reduce desde el valor que tiene al

ingresar en la turbina hasta alcanzar, en la corona directriz, la

presión atmosférica. Se distingue principalmente por no contar con

una tubería de aspiración. Una de las clases más eficientes es la

turbina Pelton, la cual tiene un flujo tangencial y un número bajo de

revoluciones, generalmente menor o igual a 30;

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* De reacción: la presión de su fluido cambia considerablemente al

pasar por el rodete, ya que cuando ingresa en éste su valor es

superior al de la presión atmosférica y al salir muestra una

importante depresión. Entre sus características principales se puede

decir que cuenta con una tubería de aspiración que conecta la zona

de descarga de fluido con la salida del rodete. Según la

configuración de sus álabes (cada una de sus paletas curvas hacia las

cuales se dirige el impulso del fluido), es posible hablar de turbina

de álabes fijos y de álabes orientables (ambas pueden tener flujo

diagonal o de flujo axial).

Por otro lado se encuentra la turbina térmica, que se caracteriza

por el importante cambio de densidad que sufre su fluido de trabajo

al atravesar la máquina. A simple vista es posible distinguir dos

grupos, dados los rasgos principales de su diseño:

* La turbina a gas, que apela a un gas como fluido para obtener la

energía necesaria para su funcionamiento, y que no muestra un

cambio de fase del fluido cuando éste atraviesa el rodete;

* La turbina a vapor, en la cual el fluido de trabajo sí puede

experimentar cambios de fase al pasar por el rodete. Dos de los tipos

más comunes son las turbinas a vapor de agua y las turbinas a

mercurio.

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Otros subgrupos que pueden reconocerse dentro de las turbinas

térmicas son:

* turbina a acción: la transferencia de energía solamente ocurre

cuando la velocidad del fluido cambia y el salto entálpico (de la

magnitud termodinámica que equivale a sumar su energía interna al

producto del volumen por la presión externa) se da únicamente en el

estátor (la parte fija dentro de la que gira el rotor);

* turbina a reacción: el salto entálpico se da en el estátor y en el

rodete, o bien solamente en el rotor.