Turbine;
Una turbina, desde el τύρβη griega, tyrbē, ("turbulencia"), [1] [2] Es Un Dispositivo mecánico rotativo Que extrae Energía de la ONU Flujo de Fluido y la convierte en trabajo Util. Una turbina Es Una turbomáquina con al Menos Una instancia de parte un móvil Llamado conjunto de rotor, Que Es Un eje o tambor de cuchillas con Adjuntas. Mover Fluido Actúa Sobre las palas párr Que se muevan e imparten Energía de Rotación al rotor. EJEMPLOS de Turbinas Tempranos hijo molinos de viento y ruedas hidráulicas.
Turbinas de gas, vapor y agua Tienen Una Cubierta Alrededor de las hojas Que Contiene y Controla El Fluido de Trabajo. Crédito Por invención de la turbina de vapor se da del tanto al el ingeniero Británico Sir Charles de de Parsons (1854-1931), párr La invención de la turbina de Reacción y al ingeniero sueco Gustaf de Laval (1845-1913), párr La invención de La Turbina de impulso. Turbinas de vapor Modernos emplean frecuentemente del tanto de Reacción y el impulso en La Misma Unidad, tipicamente variando El Grado de Reacción y el impulso de la raíz de la pala una periferia SU.
De la Palabra "turbina" Fue acuñado en 1822 POR EL Ingeniero Minero Francés Claude Burdin del turbo América, o vórtice, baño memorias Un libro de "Des Turbinas hydrauliques ou Máquinas rotatoires à grande vitesse", Qué PRESENTO A La Académie Royale des Sciences en París. [3] Benoit Fourneyron, ONU antiguo alumno de Claude Burdin, construyó La Primera turbina hidráulica Práctico.
Teoría de FUNCIONAMIENTO;
Esquemática de Turbinas de Acción y Reacción de, Donde el rotor es la instancia de parte giratoria, y el estator es la instancia de parte estacionaria de la Máquina.
Un Fluido de Trabajo Contiene Energía potencial (carga de pressure) y la Energía cinética (altura de Velocidad). El Fluido Puede Ser compresible o incompresible. Varios Principios Físicos Que Por hijo employees las Turbinas párrafo this recolectar Energía:
Las Turbinas de Acción Cambian la Dirección del Flujo de la ONU Fluido una Alta Velocidad o chorro de gas. El impulso Resultante Hace Girar la turbina y la venta del Flujo de Fluido con la Energía cinética disminuída. No Existe 'cambio de Presión del Fluido o de gas en los álabes de turbina (las cuchillas en movimiento), Como en el Caso De Una turbina de vapor o de gas, Toda La Caída de Presión Tiene Lugar en los álabes Fijos (Las Boquillas). Antes de Llegar a la turbina, La presión de la cabeza del Fluido sí Cambia una carga de Velocidad Mediante la Aceleración del Fluido con Una boquilla. Ruedas y Turbinas Pelton de Laval utilizan this Proceso Exclusiva. Las Turbinas de Acción no requieren De Una abatible de pressure Alrededor del rotor ya Que El de chorro de Fluido es CREADO Por La boquilla de los antes Alcanzar las palas en el rotor. La Segunda ley de Newton describe la Transferencia de Energía de Turbinas de Acción.
Nivel de ruido de se desarrollan par Reacción Por un La presión del de gas o Fluido de o masa. La presión de los Cambios de Fluido o de de gas A MEDIDA Que Pasa A Traves de las palas del rotor de de la turbina. Se Necesita una abatible de pressure Contener El Fluido de Trabajo, ya Que Actúa en la turbina de Etapa (s) o la turbina Dębe Ser sumergido Completamente en el Flujo de Fluido (Tal Como con Turbinas de viento). La Contiene carcasa y Dirige El Fluido de Trabajo y, Por Las Turbinas de agua, Mantiene la succión impartida POR EL tubo de aspiración. Turbinas Francis y la Mayoría de Turbinas de vapor utilizan this Concepto. Para Fluidos de Trabajo compresibles, Múltiples Etapas de la turbina se utilizan generalmente párr Aprovechar el de gas Que se EXPANDE de Manera Eficiente. La Tercera ley de Newton describe la Transferencia de Energía de Turbinas de Reacción.
En Caso de las Turbinas de vapor, Tal Como se usaría párr Aplicaciones marinas o Para La Generación de Electricidad con la base en tierra, Una turbina de de Parsons reacción de tipo requeriría approximately el doble del Número de Filas de cuchillas Como un tipo de turbina de impulso de Laval, párr El Mismo Grado de conversión de Energía Térmica. MIENTRAS Que ESTO Hace Que la turbina de de Parsons Mucho Más Largo y Más pesado, la Eficiencia mundial De Una turbina de Reacción es Ligeramente superiores a la turbina de impulso Equivalente párr La Misma conversión de Energía Térmica.
En la Práctica, Modernos Diseños de Turbinas utilizan Tanto La reacción y Conceptos de impulso un DIVERSOS Grados Siempre Que Posible mar. Las Turbinas de viento utilizan Una Superficie de sustentación párrafo Generar un Reacción from ascensor de El Fluido en movimiento y: difundir al rotor. Las Turbinas de viento Also Ganan Un poco de Energía un partir del impulso del viento, desviando en ángulo de la ONU. Turbinas con Múltiples Etapas pueden utilizar ya el mar de Reacción o perfilado de impulsos a alta pressure. Las Turbinas de vapor Eran traditionally Más impulso Pero continuan Avanzando Hacia La reacción Diseños Similares a los Utilizados en Turbinas de gas. Una baja pressure del medio Fluido Operativo EXPANDE en volumen Para Las Pequeñas reducciones en La presión. En ESTAS Condiciones, perfilado se convierte Estrictamente Un diseño de tipo reacción de la de la estafa de base de la cuchilla unicamente impulso. La Razón es DEBIDO al efecto de La velocidad de giro cuchilla Cada párr. A Medida Que Aumenta de volumen, la altura de cuchilla Aumenta, y la base de de la cuchilla gira una ANU velocity Más lenta respecto a la punta. Este Cambio en La velocidad obli una ONU diseñador switch to de impulsos en la base de ya Una punta de Estilo de alta Reacción.
Métodos de Diseño de Turbinas Clásicas se desarrollaron un Mediados del siglo 19. Análisis vectorial Relaciona el Flujo de Fluido con forma de turbina y la Rotación. Los Métodos Gráficos de Cálculo se utilizaron al Principio. Fórmulas Para Las Dimensiones Básicas del piezas de Turbinas estan bien Documentados y uña Máquina Muy Eficiente se pueden diseñar de forma fiable PARA CUALQUIER Condición de Flujo de Fluido. Hijo ALGUNOS de los Cálculos empíricos o 'regla de oro' fórmulas, y Otros se basan, en la mecánica Clásica. Al Igual Que con la Mayoría de Cálculos de ingenieríase hicieron Supuestos simplificadores.
Paletas de Guía de entrada de la turbina de la turborreactor ONU
Triángulos de VELOCIDADES SE Ser Utilizados párr Calcular el Rendimiento básico De Una Etapa de la turbina. Venta de gas de la turbina álabes Guía boquilla estacionaria en Va1 velocity absoluta. Rotor gira un velocity de U. En Relación Con El rotor, La velocidad del de gas A MEDIDA Que incide en la entrada del rotor this Vr1. El es por gas girado rotor Y Salidas con respecto a, al rotor, un La velocidad Vr2. Sin embargo, en Términos ABSOLUTOS, La velocidad de salida del rotor es Va2. Los triángulos de Velocidad se Construyen Usando Estós DIVERSOS Vectores de Velocidad. Triángulos de Velocidad pueden Ser construidos en CUALQUIER section A Traves los álabes (Por ejemplo: concentrador consejo, abdomen, etc.), Pero Por lo general, se muestran en los medios de comunicación de radio el stage. Rendimiento medio Para La Etapa Se Puede Calcular un partir de los triángulos de Velocidad, en of this radio, utilizando la ecuación de Euler:
\ Delta del \; h = u \ el CDOT \ Delta del \; v_w
Por lo del tanto:
\ se fue (\ frac {\ Delta del \; h} {T} \ right) = \ se fue (\ frac {u} {\ sqrt {T}} \ right) \ el CDOT \ dejó (\ frac {\ Delta del \; v_w} {\ sqrt {T}} \ right)
Donde:
\ Delta del \; h = \, Caída ENTALPIA ESPECIFICA A Traves de la Etapa
T = \, El Total de la entrada de la turbina (o estancamiento) Temperatura
u = \, de rotor de turbina velocity Periférica
\ Delta del \; v_w = \, el Cambio en La velocidad de torbellino
La Relación de pressure turbina Es Una Función de \ se fue (\ frac {\ Delta del \; H} {T} \ right) y la Rendimiento de la turbina.
Diseño de la turbina moderna Lleva los Cálculos más. La Dinámica de Fluidos computacional prescinde de MUCHOS de los Supuestos simplificadores Utilizados párrafo Obtener Fórmulas Clásicas software y FACILITA la Optimización. Estás Herramientas de han zócalo Lugar a Constantes Mejoras en el diseño de Turbinas en Los Ultimos cuarenta años.
La classification Numéricos primaria De Una turbina es su Específica velocity. Este Número describir La velocidad de la turbina en su Máxima efficiency con respecto a la Tasa de Alimentación y el Flujo. La velocidad Específica se deriva de Ser independiente del Tamaño de la turbina. Dadas las Condiciones de Flujo de Fluido y La velocidad de salida Deseada del Eje, La velocidad Específica Se Puede Calcular y Un diseño de turbina Apropiada ya Seleccionada.
La velocidad determinadajunto con algunos adj Preparados Fundamentales Se Puede USAR párr escalar de forma fiable Un diseño existente de Rendimiento Conocida un Un Nuevo Tamaño con el Correspondiente Rendimiento.
Fuera deDiseño Rendimiento normalmente Visualiza Como mapa La Turbina o Una Característica.
Una turbina, desde el τύρβη griega, tyrbē, ("turbulencia"), [1] [2] Es Un Dispositivo mecánico rotativo Que extrae Energía de la ONU Flujo de Fluido y la convierte en trabajo Util. Una turbina Es Una turbomáquina con al Menos Una instancia de parte un móvil Llamado conjunto de rotor, Que Es Un eje o tambor de cuchillas con Adjuntas. Mover Fluido Actúa Sobre las palas párr Que se muevan e imparten Energía de Rotación al rotor. EJEMPLOS de Turbinas Tempranos hijo molinos de viento y ruedas hidráulicas.
Turbinas de gas, vapor y agua Tienen Una Cubierta Alrededor de las hojas Que Contiene y Controla El Fluido de Trabajo. Crédito Por invención de la turbina de vapor se da del tanto al el ingeniero Británico Sir Charles de de Parsons (1854-1931), párr La invención de la turbina de Reacción y al ingeniero sueco Gustaf de Laval (1845-1913), párr La invención de La Turbina de impulso. Turbinas de vapor Modernos emplean frecuentemente del tanto de Reacción y el impulso en La Misma Unidad, tipicamente variando El Grado de Reacción y el impulso de la raíz de la pala una periferia SU.
De la Palabra "turbina" Fue acuñado en 1822 POR EL Ingeniero Minero Francés Claude Burdin del turbo América, o vórtice, baño memorias Un libro de "Des Turbinas hydrauliques ou Máquinas rotatoires à grande vitesse", Qué PRESENTO A La Académie Royale des Sciences en París. [3] Benoit Fourneyron, ONU antiguo alumno de Claude Burdin, construyó La Primera turbina hidráulica Práctico.
Teoría de FUNCIONAMIENTO;
Esquemática de Turbinas de Acción y Reacción de, Donde el rotor es la instancia de parte giratoria, y el estator es la instancia de parte estacionaria de la Máquina.
Un Fluido de Trabajo Contiene Energía potencial (carga de pressure) y la Energía cinética (altura de Velocidad). El Fluido Puede Ser compresible o incompresible. Varios Principios Físicos Que Por hijo employees las Turbinas párrafo this recolectar Energía:
Las Turbinas de Acción Cambian la Dirección del Flujo de la ONU Fluido una Alta Velocidad o chorro de gas. El impulso Resultante Hace Girar la turbina y la venta del Flujo de Fluido con la Energía cinética disminuída. No Existe 'cambio de Presión del Fluido o de gas en los álabes de turbina (las cuchillas en movimiento), Como en el Caso De Una turbina de vapor o de gas, Toda La Caída de Presión Tiene Lugar en los álabes Fijos (Las Boquillas). Antes de Llegar a la turbina, La presión de la cabeza del Fluido sí Cambia una carga de Velocidad Mediante la Aceleración del Fluido con Una boquilla. Ruedas y Turbinas Pelton de Laval utilizan this Proceso Exclusiva. Las Turbinas de Acción no requieren De Una abatible de pressure Alrededor del rotor ya Que El de chorro de Fluido es CREADO Por La boquilla de los antes Alcanzar las palas en el rotor. La Segunda ley de Newton describe la Transferencia de Energía de Turbinas de Acción.
Nivel de ruido de se desarrollan par Reacción Por un La presión del de gas o Fluido de o masa. La presión de los Cambios de Fluido o de de gas A MEDIDA Que Pasa A Traves de las palas del rotor de de la turbina. Se Necesita una abatible de pressure Contener El Fluido de Trabajo, ya Que Actúa en la turbina de Etapa (s) o la turbina Dębe Ser sumergido Completamente en el Flujo de Fluido (Tal Como con Turbinas de viento). La Contiene carcasa y Dirige El Fluido de Trabajo y, Por Las Turbinas de agua, Mantiene la succión impartida POR EL tubo de aspiración. Turbinas Francis y la Mayoría de Turbinas de vapor utilizan this Concepto. Para Fluidos de Trabajo compresibles, Múltiples Etapas de la turbina se utilizan generalmente párr Aprovechar el de gas Que se EXPANDE de Manera Eficiente. La Tercera ley de Newton describe la Transferencia de Energía de Turbinas de Reacción.
En Caso de las Turbinas de vapor, Tal Como se usaría párr Aplicaciones marinas o Para La Generación de Electricidad con la base en tierra, Una turbina de de Parsons reacción de tipo requeriría approximately el doble del Número de Filas de cuchillas Como un tipo de turbina de impulso de Laval, párr El Mismo Grado de conversión de Energía Térmica. MIENTRAS Que ESTO Hace Que la turbina de de Parsons Mucho Más Largo y Más pesado, la Eficiencia mundial De Una turbina de Reacción es Ligeramente superiores a la turbina de impulso Equivalente párr La Misma conversión de Energía Térmica.
En la Práctica, Modernos Diseños de Turbinas utilizan Tanto La reacción y Conceptos de impulso un DIVERSOS Grados Siempre Que Posible mar. Las Turbinas de viento utilizan Una Superficie de sustentación párrafo Generar un Reacción from ascensor de El Fluido en movimiento y: difundir al rotor. Las Turbinas de viento Also Ganan Un poco de Energía un partir del impulso del viento, desviando en ángulo de la ONU. Turbinas con Múltiples Etapas pueden utilizar ya el mar de Reacción o perfilado de impulsos a alta pressure. Las Turbinas de vapor Eran traditionally Más impulso Pero continuan Avanzando Hacia La reacción Diseños Similares a los Utilizados en Turbinas de gas. Una baja pressure del medio Fluido Operativo EXPANDE en volumen Para Las Pequeñas reducciones en La presión. En ESTAS Condiciones, perfilado se convierte Estrictamente Un diseño de tipo reacción de la de la estafa de base de la cuchilla unicamente impulso. La Razón es DEBIDO al efecto de La velocidad de giro cuchilla Cada párr. A Medida Que Aumenta de volumen, la altura de cuchilla Aumenta, y la base de de la cuchilla gira una ANU velocity Más lenta respecto a la punta. Este Cambio en La velocidad obli una ONU diseñador switch to de impulsos en la base de ya Una punta de Estilo de alta Reacción.
Métodos de Diseño de Turbinas Clásicas se desarrollaron un Mediados del siglo 19. Análisis vectorial Relaciona el Flujo de Fluido con forma de turbina y la Rotación. Los Métodos Gráficos de Cálculo se utilizaron al Principio. Fórmulas Para Las Dimensiones Básicas del piezas de Turbinas estan bien Documentados y uña Máquina Muy Eficiente se pueden diseñar de forma fiable PARA CUALQUIER Condición de Flujo de Fluido. Hijo ALGUNOS de los Cálculos empíricos o 'regla de oro' fórmulas, y Otros se basan, en la mecánica Clásica. Al Igual Que con la Mayoría de Cálculos de ingenieríase hicieron Supuestos simplificadores.
Paletas de Guía de entrada de la turbina de la turborreactor ONU
Triángulos de VELOCIDADES SE Ser Utilizados párr Calcular el Rendimiento básico De Una Etapa de la turbina. Venta de gas de la turbina álabes Guía boquilla estacionaria en Va1 velocity absoluta. Rotor gira un velocity de U. En Relación Con El rotor, La velocidad del de gas A MEDIDA Que incide en la entrada del rotor this Vr1. El es por gas girado rotor Y Salidas con respecto a, al rotor, un La velocidad Vr2. Sin embargo, en Términos ABSOLUTOS, La velocidad de salida del rotor es Va2. Los triángulos de Velocidad se Construyen Usando Estós DIVERSOS Vectores de Velocidad. Triángulos de Velocidad pueden Ser construidos en CUALQUIER section A Traves los álabes (Por ejemplo: concentrador consejo, abdomen, etc.), Pero Por lo general, se muestran en los medios de comunicación de radio el stage. Rendimiento medio Para La Etapa Se Puede Calcular un partir de los triángulos de Velocidad, en of this radio, utilizando la ecuación de Euler:
\ Delta del \; h = u \ el CDOT \ Delta del \; v_w
Por lo del tanto:
\ se fue (\ frac {\ Delta del \; h} {T} \ right) = \ se fue (\ frac {u} {\ sqrt {T}} \ right) \ el CDOT \ dejó (\ frac {\ Delta del \; v_w} {\ sqrt {T}} \ right)
Donde:
\ Delta del \; h = \, Caída ENTALPIA ESPECIFICA A Traves de la Etapa
T = \, El Total de la entrada de la turbina (o estancamiento) Temperatura
u = \, de rotor de turbina velocity Periférica
\ Delta del \; v_w = \, el Cambio en La velocidad de torbellino
La Relación de pressure turbina Es Una Función de \ se fue (\ frac {\ Delta del \; H} {T} \ right) y la Rendimiento de la turbina.
Diseño de la turbina moderna Lleva los Cálculos más. La Dinámica de Fluidos computacional prescinde de MUCHOS de los Supuestos simplificadores Utilizados párrafo Obtener Fórmulas Clásicas software y FACILITA la Optimización. Estás Herramientas de han zócalo Lugar a Constantes Mejoras en el diseño de Turbinas en Los Ultimos cuarenta años.
La classification Numéricos primaria De Una turbina es su Específica velocity. Este Número describir La velocidad de la turbina en su Máxima efficiency con respecto a la Tasa de Alimentación y el Flujo. La velocidad Específica se deriva de Ser independiente del Tamaño de la turbina. Dadas las Condiciones de Flujo de Fluido y La velocidad de salida Deseada del Eje, La velocidad Específica Se Puede Calcular y Un diseño de turbina Apropiada ya Seleccionada.
La velocidad determinadajunto con algunos adj Preparados Fundamentales Se Puede USAR párr escalar de forma fiable Un diseño existente de Rendimiento Conocida un Un Nuevo Tamaño con el Correspondiente Rendimiento.
Fuera deDiseño Rendimiento normalmente Visualiza Como mapa La Turbina o Una Característica.
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