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 La Turbina De Gas 
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas: La Cámara De Combustión
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CAMARA DE COMBUSTION ANULAR
Este tipo de cámara de combustión consta de un solo tubo de llama, de forma anular, que está contenido dentro de un cárter interior y un cárter exterior.

El flujo de aire a través del tubo de llama es similar al anteriormente descrito, estando la cámara abierta en la parte frontal al compresor y en la parte posterior a los álabes guías de entrada en turbina.
Adjunto:
camara de combustion anular.jpg

La principal ventaja de la cámara anular es que, para el mismo rendimiento, la longitud de la cámara es solo el 75 % de la del tipo siguiente (tubo - anular) para una máquina de igual diámetro, dando como resultado un considerable ahorro de peso y coste de producción.

Otra ventaja es que, debido a la no necesidad de los interconectores, la propagación de la combustión se vé ampliamente mejorada.


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(De la carta de Gaspar Melchor de Jovellanos a Lord Holland, 2 de febrero de 1810).


18 Abr 2008 14:00
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas: La Cámara De Combustión
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CAMARA DE COMBUSTION TUBO ANULAR
Adjunto:
camara de combustion tubo anular.jpg

La cámara de combustión tubo anular es una combinación de los tipos múltiple y anular.

Varios tubos de llama están montados dentro de una carcasa de aire envolvente común a todos.

El flujo de aire es similar al ya descrito y esta disposición combina la facilidad para el mantenimiento que ofrece el sistema múltiple con la simplicidad del sistema anular.


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18 Abr 2008 14:05
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas
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TURBINA PROPIAMENTE DICHA
La disposición constructiva de la turbina es semejante a la del compresor.

Tanto en el caso de turbomáquinas centrífugas como de flujo axial, están presentes, en ambos, el estator y el rotor, aunque la función de los mismos en la turbina es inversa a la del compresor.

En éste último interesaba la conversión de la energía del fluido (aire) de cinética a presión, con la finalidad de elevar la densidad del mismo para poder quemar, en la fase de combustión, todo el combustible posible.

En dicho caso, el rotor aceleraba el fluido y el estator actuaba como difusor, trocando velocidad por presión, en la descarga hacia la cámara de combustión.
Adjunto:
diferencias turbina compresor.jpg

Ahora, los gases de la combustión constituyen el fluido de trabajo y, al llegar al estator de la turbina, cambiarán su energía de presión por cinética, necesaria para, acelerando los álabes del rotor de la turbina, generar el trabajo mecánico, imprescindible para accionar el compresor, mover las bombas de combustible, y de aceite de engrase, así como los elementos auxiliares (accionamiento para el control de la velocidad de la turbomáquina, refrigeración,...) pero, sobre todo, para dotar al eje de salida de la energía necesaria para actuar como accionamiento de la propulsión de nuestro buque.


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18 Abr 2008 23:38
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas
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En una turbomáquina, el objeto de la turbina es transformar parte de la energía del fluido, suma de las energías de presión, cinética e interna debida a la temperatura, en energía mecánica.

Esta energía mecánica es la que ha de mover al compresor y a los accesorios. El resto de la energía cinética producirá el accionamiento de la propulsión.

Turbina Centrípeta
Llamada también radial, trabaja al revés que el compresor centrífugo, pues el flujo de gas entra desde la periferia hacia el centro de la turbina.

Turbina Axial
En este tipo, la dirección de la corriente es paralela al eje, y el estator está formado por una corona de álabes fijos a la carcasa, con un ángulo tal que canalizan el fluido hacia el rotor en la dirección mas efectiva para la transformación de la energía cinética en mecánica.

El rotor de una turbina axial consiste de una o varias ruedas de álabes anclados a un disco que gira a alta velocidad por la acción del fluido transmitiendo energía al eje del compresor, del que se obtiene además la energía para el movimiento de accesorios y la propulsión.
Adjunto:
escalonamiento.jpg

Las turbinas consisten en una o más etapas o escalonamientos situados inmediatamente detrás de la sección de cámara de combustión.


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20 Abr 2008 18:23
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas
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Las turbinas axiales pueden ser de dos tipos dependiendo del diseño básico de sus álabes:
- Turbinas de impulso o de acción.
- Turbinas de reacción.

Antes de entrar en detalles, relativos a la clasificación anterior, será preciso definir el Grado de Reacción de una turbina.

Dícese del cociente de dividir la caída de presión que tiene lugar en el flujo de los gases, a su paso por el rotor entre la caída de presión que sobreviene en dicho fluído, al paso por el escalonamiento completo (estator + rotor).

Atendiendo a esta última definición, podemos entrar en detalles de definición de las turbinas de acción (o impulso) y de reacción.

TURBINA DE IMPULSO O DE ACCION
Adjunto:
turbina de accion.jpg

Son aquéllas de grado de reacción cero, lo que significa físicamente que toda la expansión del gas tiene lugar en el estátor que actúa en forma de tobera.

Cuando solo se utiliza un solo escalón de turbina, las velocidades del rotor son muy elevadas, con la consiguiente desventaja de alta fuerza centrífuga.
Adjunto:
turbina tres escalonamientos.jpg

Por eso, en muchos casos, la caída de presión se realiza a través de varios escalones de estátor, intercalados entre los álabes montados en los discos correspondientes a un solo rotor.

Este tipo de turbina se llama compound o compuesta.

TURBINA DE REACCION
Son aquellas cuyo grado de reacción es mayor que cero.

El significado físico de que el grado de reacción tenga un determinado valor, distinto de cero, es que parte de la expansión se efectúa en el estátor y parte en el rotor.
Adjunto:
turbina de reacción.jpg

Al paso del fluido por el estátor se produce una caída parcial de presión y un aumento de velocidad, esto es, el estátor, como en el caso de las turbinas de impulso, funciona como una tobera y al llegar el fluido al rotor, continúa la caída de presión.


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20 Abr 2008 19:38
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas
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TURBINA MIXTA
Diseñando adecuadamente el perfil de los álabes del rotor y del estator, puede llegar a obtenerse una turbina mixta de impulso y de reacción.
Adjunto:
turbina - alabe.jpg

Para llegar a ello, debe tallarse el álabe, con los grados de torsión necesarios para que se ejecute el impulso en la raíz de aquél y la reacción en su extremo. Todo ello se traduce en una mejora en el rendimiento. Además reduce considerablemente la vibración, con lo que este tipo suele emplearse con frecuencia.

ANCLAJE DEL ALABE AL DISCO
El sistema de anclaje utilizado en muchas turbomáquinas es el método denominado de copa de abeto (la raíz del álabe tiene una forma parecida a la dicha, si le damos la vuelta).
Adjunto:
turbina - tipos de anclaje.jpg

El álabe está libre en su alojamiento cuando la turbina se encuentra en reposo y firme en su raíz (debido a la fuerza centrífuga) cuando la turbina está girando.

En muchos casos, los álabes se cierran por su extremo, mediante un bandaje, que van conformando individualmente, cerrándolo en forma de anillo. Estos reciben el nombre de álabes apoyados.

Si carecen de dicho cierre, se denominan álabes en voladizo.


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21 Abr 2008 22:11
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas
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El proceso de expansión que tiene lugar en el rotor de la turbina (en sus álabes), mal comparado, es equivalente al que tiene lugar en un motor de combustión interna, durante el proceso del mismo nombre, debido a que es el que produce el trabajo mecánico útil.

Los álabes al ponerse al rojo vivo, deben ser lo suficientemente fuertes para soportar las cargas centrífugas debidas a la rotación a gran velocidad.

Un álabe que pese solo cincuenta gramos puede ejercer una carga de más de dos toneladas a máxima velocidad, y debe soportar los elevados esfuerzos de torsión aplicados por el gas para producir los miles de caballos de potencia en la turbina.

Los álabes también deben resistir la fatiga y el efecto térmico, o termofluencia, que es una disminución acusada de la resistencia mecánica con la temperatura de funcionamiento y también deben ser resistentes a la corrosión y a la oxidación.

A pesar de todas estas exigencias, los álabes deben estar hechos de un material que pueda conformarse y mecanizarse con exactitud por los métodos normales de fabricación.

La disminución de la resistencia de los metales cuando trabajan a elevadas temperaturas, como es el caso de los álabes de turbina y sus discos, exige la utilización de aleaciones especiales.
Adjunto:
turbina - alabe intergranular.jpg

Examinando atentamente la estructura cristalina de un álabe de turbina se aprecian miles de cristales dispuestos en todas direcciones.


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22 Abr 2008 20:19
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Nuevo mensaje Re: La Turbina De Gas
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La vida útil del álabe puede alargarse, mediante técnicas que permitan disponer la estructura cristalina del material en una sola dirección.
Adjunto:
turbina - alabe unidireccional.jpg

Uno de los avances tecnológicos que han aumentado la temperatura permisible en la turbina es la fabricación del álabe con un metal de un solo cristal.

Se ha demostrado que muchos de los fallos del álabe de turbina en la actualidad han estado relacionados con la cohesión intergranular del metal con el que se ha fabricado el álabe.

Las nuevas tecnologías han permitido que los álabes de turbina se fabriquen de un metal monocristal.
Adjunto:
turbina - alabe monocristal.jpg

Esto evita todas las limitaciones del grano y permite una temperatura de entrada mucho más alta con su correspondiente aumento del rendimiento.
Adjunto:
turbina - comparacion alabes.jpg

En la figura, puede apreciarse una comparativa de la vida útil de un álabe, según la técnica de fabricación empleada.


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22 Abr 2008 20:28
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Nuevo mensaje Refrigeración de La Turbina
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El primer factor que limita la cantidad de potencia que un motor de turbina de gas puede producir es la temperatura máxima que puede ser tolerada a la entrada de la turbina. A esto se le llama temperatura de entrada en turbina (TET).

Algunos motores modernos han aumentado el rendimiento térmico debido a una TET aumentada (hasta donde permitan los límites) y una forma de hacer esto es enfriando los álabes guías de entrada en turbina y el primer escalón de álabes de rotor.
Adjunto:
turbina - refrigeracion vanos guia.jpg

La refrigeración de la turbina se consigue haciendo fluir aire sangrado del compresor a través de álabes guías de entrada en turbina huecos y de los álabes de rotor.

El aire deja la superficie del álabe guía a través de unos orificios especialmente preparados de manera que forma una película de aire sobre el álabe para aislar su superficie de los gases calientes.
Adjunto:
turbina - refrigeración escalonamiento.jpg

La figura anterior muestra la sección transversal de dos álabes de turbina a través de los cuales el aire de refrigeración fluye para aumentar la TET permisible.

El aire usado para el sistema de refrigeración de turbina se sangra de una de las últimas etapas del compresor, siendo su temperatura bastante más fría que la de los gases que mueven la turbina.

Este aire fluye a través de los álabes huecos y sale con los gases de escape.

Solo es necesario refrigerar los álabes guías de entrada en turbina y la primera etapa de álabes rotatorios de turbina.

Los gases pierden bastante energía cuando pasan la primera etapa como para que su temperatura caiga dentro de la gama permitida para las etapas sucesivas.
Adjunto:
turbina - mejoras refrigeración alabe.jpg

En la figura anterior puede verse la evolución en la técnica seguida para la consecución de la refrigeración de los álabes del rotor.

El álabe de la izquierda responde a las técnicas empleadas en la década de los 60 del siglo pasado.
El del centro, se identifica con las de la década de los setenta y el de la derecha, es típico de los tiempos actuales.


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23 Abr 2008 22:07
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas
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Otra alternativa, consiste en utilizar materiales de alta resistencia térmica, tales como determinados componentes cerámicos, en la conformación de los álabes, tal como se muestra en la figura siguiente.
Adjunto:
turbina - alabes ceramicos.jpg

Finalmente y, aguas abajo de la turbina, cabe reseñar que, en algunos casos, la misma puede estar ejecutada mediante la técnica de dos rotores separados: Uno de ellos, accionará el compresor, así como los elementos auxiliares, tales como las bombas de combustible y las bombas de engrase y, el otro, conectará directamente con la rueda que acopla el engranaje reductor que accionará el eje principal de la propulsión, tal como muestra en la figura siguiente.
Adjunto:
turbina - eje de salida.jpg


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23 Abr 2008 22:26
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas
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No solamente es preciso refrigerar los escalonamientos de turbina.

Además, debe asegurarse que ciertas partes de la turbomáquina y, en algunos, casos ciertos accesorios, no absorban calor de la corriente del gas hasta el punto que sea en detrimento de su funcionamiento seguro.
Adjunto:
turbina - pasos de aire.jpg

Esto se consigue permitiendo que una cantidad de aire controlado procedente del compresor fluya alrededor de estos componentes.

La cantidad de aire extraído del compresor varía de acuerdo a las demandas del sistema.

La pérdida de energía de propulsión sobrevenida es directamente proporcional a dicha extracción de aire.
Si este aire es vuelto a introducir en la corriente de gas primario se recupera parte de la energía.

La pérdida de energía mecánica aludida también tiene relación con la etapa (o escalonamiento) de la cual se extrae el aire.
Adjunto:
turbina - refrigeracion.jpg

El calor transferido por los álabes de turbinadesde la corriente principal de gas a los discos de turbina, los cojinetes de los conjuntos en rotación, y las carcasas principales del motor completo, se absorbe y dispersa dirigiendo un flujo de aire comparativamente frío sobre estos componentes.

Los flujos de aire, una vez realizado su cometido, son ventilados al exterior, o se unen al flujo de gas de escape.


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24 Abr 2008 22:46
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas: Sistema De Combustible
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El sistema básico de control de combustible de una Turbina de Gas consiste en:

- Una bomba de combustible.
- Un control de aceleración.
- Una serie de inyectores de combustible.

Es necesario añadir una serie de dispositivos sensores, tales como, por ejemplo, la señal de caudal de combustible.
Adjunto:
turbina - sistema combustible.jpg

El método habitual para regular el flujo de combustible descargado por los inyectores es ajustar el caudal de salida de la bomba, tarea ejecutada con la ayuda de un servosistema que depende de alguna (o todas) de las siguientes señales:

- Orden de aceleración.
- Señales de temperatura y presión del aire.
- Variaciones rápidas de aceleración y deceleración.
- Señal de la velocidad del eje de salida de la turbina.
- Temperatura de los gases de escape.
- Presión de descarga del compresor, aguas arriba de las cámaras de combustión.


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26 Abr 2008 22:06
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas: Sistema De Combustible
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El circuito de combustible de una Turbina de Gas es similar al ya analizado, relativo al Motor Diesel.

El combustible desde el depósito de combustible (1) y se entrega por medio de la bomba de trasiego (2). (ver figura siguiente)
Adjunto:
combustible - circuito.jpg

Fluye a través de la válvula de corte del motor (3) dentro de la bomba principal de combustible de múltiples etapas (4).

Primero fluye a través de una etapa primaria de bomba centrífuga (5) y, luego, a través de un cambiador de calor aire-combustible (6).

Una válvula de derivación (7) desviará el combustible desde la bomba de trasiego en el depósito de combustible a la etapa secundaria de la bomba de alta presión (8) si el flujo de combustible se bloquease en la etapa centrífuga.

Una válvula de derivación (9) cargada con muelle incorporada en el cambiador abrirá y permitirá que el combustible fluya alrededor del núcleo, si el núcleo, por cualquier razón, se obstruyese.

El combustible fluye desde el cambiador de calor a través del filtro (11). Si el filtro se obstruyese completamente, el combustible fluiría alrededor de él a través de una válvula de derivación del filtro (13) incorporada.

Desde el filtro, el combustible fluye a través de la etapa de alta presión (8) de la bomba (4) y, después, dentro de la unidad de control de combustible (14). (En la figura siguiente se muestra una bomba de combustible de las del tipo de émbolos axiales).
Adjunto:
combustible - bomba de embolos axiales.jpg

La unidad de control de combustible está montada en el motor y contiene sensores de presión y temperatura y el regulador del tipo de masas centrífugas.

Desde la unidad de control de combustible, el combustible pasa a través del sensor de flujo de combustible (15) y el cambiador de calor aceite-combustible (16).

Desde allí va a través de la válvula de presurización y descarga (17).

El combustible para el arranque y la operación a baja velocidad fluye dentro del colector primario (18); la mayor parte del combustible fluye a través del colector secundario (19).

Desde los dos colectores, el combustible fluye a los inyectores (20), y desde allí es pulverizado a las cámaras de combustión.

En la figura, se muestra un recorrido del combustible, a través de los dos intercambiadores de calor mencionados.
Adjunto:
combustible - intercambiadores.jpg


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27 Abr 2008 20:24
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El principio básico de la regulación del combustible en la Turbina de Gas es la variación del caudal de combustible a descargar en los inyectores a base de mantener una caída de presión constante a través de un orificio calibrado cuya área se varía[/color] por la posición del mando de velocidad (manual o servocontrolado) y por las condiciones de funcionamiento de la turbomáquina.

Una unidad de control de combustible hidromecánica básica consta de estos elementos:

- Una bomba para aumentar la presión del combustible.

- Una válvula de corte para detener el caudal de combustible.

- Una válvula de alivio para proteger la unidad de control de combustible cuando la válvula de corte está cerrada.

- Una válvula medidora para regular el caudal de combustible.

- Un ajuste de mínimo flujo para evitar que la válvula medidora detenga totalmente el flujo de combustible.
Adjunto:
combustible - control basico.jpg

En la figura, se suministra combustible a la unidad de control desde el depósito (1), por medio de la bomba de trasiego (2), a través de la válvula de combustible (3).

La presión es aumentada por medio de la bomba de alta presión (4) y su volumen, controlado por el movimiento hacia arriba o hacia abajo, de la válvula de aceleración (5).

Una válvula de corte (6) detiene todo flujo hacia los inyectores (7) cuando la Turbina de Gas se detiene.


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Esta unidad de control de combustible básica puede mejorarse añadiéndole una válvula de alivio de presión (8) en paralelo con la bomba para limitar la presión que la bomba pueda producir cuando la válvula de aceleración esté cerrada.

Un ajuste de mínimo caudal (9) asegura que los inyectores recibirán siempre por lo menos la cantidad mínima de combustible para mantener al motor funcionando en vacío (ralenti, en francés; idling, en inglés).

Las dos formas de controlar la cantidad de combustible entregado a los inyectores son: Variando la caída de presión a través de un orificio de calibración de flujo de área fija o manteniendo una caída de presión constante a través de un orificio de área variable.
Adjunto:
combustible - control basico con valvulas.jpg


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En la figura, el área del orificio de calibración de caudal está determinado por la posición de la válvula de aceleración, la cual está controlada por los parámetros captados por la unidad de control de combustible.
Adjunto:
combustible - control basico con valvulas2.jpg

Una válvula de alivio de presión diferencial (10) está instalada a través de la válvula de aceleración para mantener una caída de presión constante a medida que varía el área del orificio.

Cuando la válvula de aceleración está casi cerrada, el caudal a través de la válvula es bajo.

La presión es baja, en el lado de salida y alta en el lado de entrada.

La alta presión en el lado de entrada desplaza a la válvula de alivio de presión diferencial (10) hacia la derecha, comprimiendo su muelle y permitiendo que parte del combustible fluya de vuelta a la entrada de la bomba.

Cuando la válvula de aceleración se abre para aumentar el caudal de combustible hacia los inyectores, la presión en el lado de entrada a la válvula de aceleración cae, y el muelle detrás de la válvula de alivio de presión diferencial la mueve hacia la izquierda para restringir el combustible que vuelve a la entrada de la bomba.

Entonces la presión en el lado de entrada sube para mantener una caída de presión constante a través de la válvula de aceleración.


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Nuevo mensaje La Turbina De Gas: Sistema De Combustible
.

En la figura, se ha añadido al sistema básico un regulador de masas centrífugas (11) para controlar la posición de la válvula de aceleración.

Las masas centrífugas (12) están arrastradas por el motor a una velocidad proporcional a sus RPM (de modo parecido al regulador, ya visto del Motor Diesel) y la compresión del muelle de velocidad (13) está controlada por la posición de la palanca de aceleración.
Adjunto:
combustible - control basico con gobernalle.jpg

Una válvula sensora de la presión de la combustión (14) actuada por fuelles entre el lado de descarga de la válvula de aceleración y el lado de entrada de la bomba de combustible capta la diferencia entre la presión de la cámara de combustión y la presión atmosférica de manera que la presión del combustible en los inyectores puede variar a medida que cambia la presión de la cámara de combustión o de la descarga del compresor.

Si se pide más energía a la propulsión, tiene lugar un aumento de la compresión del muelle de velocidad (13).

Las masas centrífugas (12) se mueven hacia dentro, y la válvula de aceleración (5) se mueve hacia abajo, enviando más combustible al motor.

El motor se acelera, y la fuerza centrífuga hace que las masas (12) se lancen hacia fuera hasta que vuelvan a su condición de posición vertical, o de velocidad.

La válvula de aceleración (5) ha aumentado el tamaño del orificio de calibración y la válvula de alivio diferencial (10) mantiene constante la caída de presión a través de la válvula de aceleración (5) en su nueva posición.

Cuando el caudal de combustible se aumenta inicialmente, es posible que la mezcla aire - combustible se enriquezca lo suficiente como para ocasionar un apagado por mezcla rica antes de que la turbomáquina se acelere lo bastante como para mover suficiente aire a través del compresor y proporcionar la mezcla correcta de aire - combustible.

Para esto está previsto el sensor de presión de la cámara de combustión (14).

El caudal de combustible a través de la válvula de aceleración (5) aumenta antes de que la presión de descarga del compresor, o presión de la cámara de combustión, aumente lo suficiente.

Para evitar un apagado por mezcla rica, el fuelle en el sensor de presión de la cámara de combustión (14) abre la válvula de derivación, y parte del combustible es desviado de vuelta a la entrada de la bomba en vez de ir hacia los inyectores.

Tan pronto como el motor acelere a la velocidad deseada, la presión de la cámara de combustión aumenta lo bastante para cerrar la derivación del combustible y todo el combustible calibrado va hacia los inyectores.

Cuando el motor funciona bajo una carga constante, la fuerza centrífuga que actúa sobre las masas (12) se equilibra por la fuerza de compresión del muelle de velocidad (13).

La válvula de aceleración (5) se sitúa para medir la cantidad correcta de combustible.

Si la carga aumenta, el motor se desacelera y las masas centrífugas (12) tiran hacia dentro.

Esto le permite a la válvula de aceleración (5) bajar y dejar pasar más combustible hacia los inyectores.

La velocidad del motor aumenta de nuevo, pero ahora la válvula de aceleración (5) está más abierta de lo que originalmente estaba (la válvula está bastante más abajo) y en esta condición de velocidad, las masas centrífugas (12) están ligeramente más hacia dentro de lo que estaban cuando no había carga sobre el motor.

El muelle de velocidad (13) ejerce un poco menos de fuerza, y la velocidad del motor es ligeramente mas baja que cuando el motor estaba funcionando sin carga.

A medida que la carga aumenta, la velocidad estabilizada disminuye progresivamente y a esta condición (ya lo sabemos del Motor Diesel) se le llama decaimiento o caída (droop, en inglés).


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27 Abr 2008 23:08
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas: Sistema De Combustible
.

De modo similar al Motor Diesel, el elemento final en la cadena del Sistema De Combustible es el inyector, dispositivo imprescindible para lograr que el proceso de Combustión tenga lugar del modo más eficiente posible.

El combustible líquido no arderá por sí solo, por lo que, para que libere su energía, debe vaporizarse de manera que se mezcle con el aire para formar una niebla fácilmente combustible.
Adjunto:
combustible - inyector 1.JPG

Existen dos tipos de inyectores usados para descargar el combustible: los ampliamente usados inyectores de atomización y los menos usados inyectores de vaporización.

Trataremos los inyectores de atomización.

Los dos tipos de inyectores de atomización son los simplex y los dúplex.

El inyector simplex fue uno de los primeros inyectores con éxito.

Este inyector se rosca directamente en el colector de combustible dentro de la cámara de combustión y el combustible a presión procedente de la unidad de control de combustible fuerza a la válvula antirretorno del inyector fuera de su asiento y entra en el inyector.
Adjunto:
combustible - inyector 2.JPG

Este combustible luego pasa a través de una serie de surcos tangenciales, o ranuras y sale pulverizado a través del único orificio de descarga en pequeñas gotas muy finas
formando una pulverización como un cono.

Tan pronto como el motor se para y la presión del combustible cae por debajo del valor de ajuste de la válvula antirretorno del inyector ésta cierra y corta todo flujo hacia el orificio de descarga.

Esto evita que el combustible gotee y continúe ardiendo.


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04 May 2008 17:56
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas: Sistema De Combustible
.

Los problemas básicos con los inyectores simplex son su inadecuada atomización e impropio espectro pulverizador a baja velocidad y baja presión: Están diseñados para ser eficaces a altas presiones.
Adjunto:
combustible - inyector 5.jpg

Para corregir sus deficiencias, se ideó el inyector dúplex.
Se usan dos tipos de inyectores duplex en las turbomáquinas modernas:
Inyectores de un solo colector (como el de la figura anterior) e inyectores de doble colector (como el de la figura siguiente).

A los inyectores duplex de un solo colector les llega el combustible desde la unidad de control de combustible a través de una sola línea o colector.

Estos inyectores incorporan una válvula divisora de flujo que permite al combustible pulverizar desde un orificio central en un espectro amplio de pulverización para el arranque y marcha en vacío.

Cuando la unidad de control de combustible calibra suficiente presión para abrir el divisor de flujo, el combustible fluye al orificio secundario.
Adjunto:
combustible - inyector 4.JPG

Los inyectores duplex de doble colector deben tener un divisor de flujo entre la unidad de control de combustible y los inyectores: A este elemento divisor de flujo, con frecuencia, se le llama válvula de presurización y descarga.

Cuando el motor está arrancando, el combustible procedente de la unidad de control incrementa la presión lo suficiente para abrir la válvula hacia el colector primario de combustible.

Cuando el motor acelera y la presión del combustible procedente de la unidad de control aumenta, la válvula de presurización cargada con muelle se abre más y permite que el combustible también fluya a través del colector de combustible principal (dentro del inyector) y salga a través del orificio de descarga principal.

Cuando el motor se detiene y se corta la presión de combustible desde la unidad de control de mismo, una válvula cargada con muelle dentro de la válvula de presurización y descarga abre y permite que todo el canal de combustible desde los colectores hacia los inyectores, se evacúe.


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04 May 2008 19:04
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Nuevo mensaje Re: La Turbina De Gas
Pregunta al profesor:
Las ranuras de salida del inyector ¿son helicoidales como en los sprays de difusión? porque un orificio fino unicamente no garantiza una vaporización del combustible, estimo.

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05 May 2008 11:29
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Nuevo mensaje Re: La Turbina De Gas
.

Estimado Espaldar:

Le agradezco la pregunta y trataré de contestarla.

Los inyectores representados llevan ranuras tangenciales (tal vez las he traducido algo erróneamente, como <<orificios tangenciales>>. En inglés: <<Tangential holes>>) y una cámara cónica de torbellino, donde desembocan dichas ranuras o surcos, que, en el caso representado, son paralelas.

Existen, efectivamente, otras ejecuciones, en el sentido apuntado por usía, de la cual le acompaño una muestra.
Adjunto:
helicoidal.jpg

Estos inyectores se clasifican cualitativamente en base al grado de atomización, que, en la práctica, se estima del orden de 50 a 100 micras.

El grado de pulverización depende, fundamentalmente, del salto de presiones del combustible a través del orificio del inyector, siendo la velocidad de salida proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de presiones: Cuanto mayor sea la presión de suministro, más pequeño será el diámetro medio de las gotas.

Ahora bien, unas gotas demasiado pequeñas penetrarán poco en la corriente de aire con lo que se deberá llegar a una situación de compromiso.

Espero haber respondido a su pregunta. De todos modos, si procede cualquier abundamiento posterior sobre ella (o sobre otras), estaré a disposición de Su Señoría, así como de cualquier otro compañero de este ilustre Foro.

Reciban un saludo cordial, amigos.


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05 May 2008 12:37
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Nuevo mensaje Re: La Turbina De Gas
Contestado con creces. Muchas gracias.

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05 May 2008 15:18
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Nuevo mensaje La Turbina De Gas: Sistema De engrase
.

Los motores alternativos tienen abundancia de piezas en movimiento, tal como los émbolos, bielas, cigüeñal, mecanismos de válvulas, y accesorios arrastrados por engranajes, debiendo absorber su sistema de lubricación mucho calor de las paredes del cilindro y de la parte inferior de los émbolos.

Por esta razón, llevan una gran cantidad de aceite y tienen un alto régimen de consumo de aceite.

Por otro lado, los motores de turbina de gas, sólo tienen una parte básica móvil, más los engranajes de arrastre de accesorios.

El sistema de lubricación debe absorber una gran cantidad de calor, la mayoría del cual proviene de los cojinetes del eje de turbina.

Los grandes motores de turbina llevan entre diecinueve y treinta litros de aceite sintético de baja viscosidad.

Con idea de absorber el calor, el aceite circula a través del motor a un alto régimen de caudal varias veces por minuto.

Puesto que el aceite no tiene contacto con el área de combustión, y se usan sellos alrededor del eje compresor / turbina, se pierde muy poco por el escape.

Como resultado, un motor de turbina no consume tanto aceite como un motor alternativo.
Adjunto:
engrase - circuito.jpg

En el circuito de engrase mostrado en la figura, se controla el flujo de aceite que llega a los cojinetes, limitando la presión de aquél a un valor determinado.

Esto se consigue utilizando una válvula, cargada con un resorte que canaliza el aceite, de retorno hacia el depósito (o a la entrada de la bomba de engrase) al superarse un valor determinado en la presión del lubricante.

Cuando la turbomáquina gira en vacío (ralenti, en francés, idling, en inglés) la válvula permanece abierta, garantizando una presión de alimentación constante.

Un aumento de la velocidad de la turbomáquina determina, a su vez, un aumento de la presión en las cámaras de los cojinetes, que puede llegar a un valor no recomendable.

Si la presión excede dicho valor, tendrá lugar la acción protectora de la válvula, ya comentada.


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11 May 2008 16:49
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Traducción al español por Huan Manwë para phpbb-es.com