Turbinas: tipos, funcionamiento y componentes clave

Una turbina es una máquina capaz de realizar trabajo, transfiriendo energía de un fluido en energía mecánica. Esta energía se transfiere a través de un eje para proporcionar movimiento o se utiliza en un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica.

Partes Principales de una Turbina

• Rotor: Componente que gira en una máquina, formado por ruedas de álabes unidas entre sí.
• Estator: Componente fijo en la máquina, formado por álabes unidos a la carcasa.

Clasificación de las Turbinas

Según su Funcionamiento

• Turbinas de Acción: Aquellas que mueven la turbina por impacto.
• Turbinas de Reacción: El fluido de trabajo sufre un cambio de presión en su paso por el rodete.

Tipos de Turbinas

Turbinas Hidráulicas

Realizan la función inversa a las bombas. Su aplicación principal es la producción de energía eléctrica, utilizando agua. Ejemplos: Pelton, Francis y Kaplan. Se elige una turbina de reacción Francis o de acción Pelton si las aguas arrastran caudal sólido.

Turbinas Eólicas

Su fluido es el aire. Utilizan solo el rotor y generan una diferencia de presión entre las palas. Son de tipo reacción. Sus partes incluyen: carcasa, generador, multiplicadora y anemómetro.

Turbinas de Gas

Utilizan gas y tienen un motor térmico de combustión interna. A partir de la energía aportada por el combustible, producen energía mecánica. El aire es aspirado de la atmósfera y comprimido para luego pasar por la cámara de combustión, donde se mezcla con el combustible y produce una llama. El flujo axial pasa por los álabes móviles en el rotor y la carcasa. Al salir del compresor, pasa por un difusor. La cámara de combustión recibe aire comprimido del compresor y lo envía a una elevada temperatura hacia la turbina expansora para convertir la energía cinética en mecánica rotacional.

Turbinas de Vapor

El vapor pasa a través de una tobera y empuja los álabes. Esta fuerza hace que el rotor gire y transfiera la energía del vapor en energía mecánica. El vapor sale por tuberías de salida. Pueden ser de acción o reacción y se clasifican en turbinas de condensación (presión por debajo de la atmosférica) y turbinas de no condensación (presión por encima de la atmosférica).

Sistemas de Regulación y Seguridad

Gobernador (Governor)

Es el encargado de regular la cantidad de vapor que entra a la turbina mediante una válvula. Si falla el gobernador, un mecanismo corta el suministro de vapor.

Equipos de Seguridad

• Válvula de Seguridad: Se coloca en la línea entre la admisión y la válvula de bloqueo. Se instala cuando la carcasa no está preparada para soportar mucha presión.
• Válvula Centinela: Se acopla a la carcasa y está diseñada para resistir la presión del vapor. Deja escapar vapor cuando existe un exceso de presión.
• Válvula de Aviso: (mencionada en el texto original)