El escalonamiento de la vegetacionwikipedia

Escalonamiento en turbinas

Los escalonamientos de las turbinas tienen por objeto disminuir la velocidad del rodete conservando una velocidad de los álabes próxima al valor óptimo con relación a la velocidad del chorro, es decir, esencialmente una mitad de la velocidad del chorro en los rodetes de las turbinas de acción con un solo escalonamiento, y la equivalente a la velocidad del chorro en los rodetes de reacción. La velocidad de un chorro de vapor puede ser muy elevada dependiendo de la presión y temperaturas iniciales del vapor, así como también de la contrapresión. Si toda la energía se transformas en trabajo útil con un solo escalonamiento, sería necesario que la turbina girase a una velocidad comprendida entre 20000 y 40000 rpm, tal velocidad exigiría un reductor mecánico de dimensiones desproporcionadas.

A) Escalonamiento de velocidad

El escalonamiento de velocidad consiste en producir una gran caída de presión en grupo de toberas y utilizar la velocidad resultante del vapor en tantos grupos de álabes como sean necesarios.Este método de escalonamiento se le conoce como el Principio de Curtis o rodete Curtis.Se escalona la velocidad para disminuir la velocidad periféricaEl escalonamiento de velocidad lo invento Curtis y a la rueda de estas características se le llama “. Rueda Curtis”. La rueda Curtis más común es de 2 y 3 paletas móviles.

B) Escalonamiento de Presión

La caída de presión se produce en grupos de toberas de forma que la velocidad resultante del vapor es suficientemente baja para ser absorbida por una velocidad razonable del rodete. Este proceso se repite tantas veces como sea necesario para expansionar el vapor completamente, y se denomina comúnmente escalonamiento de Rateau. La capacidad de transformación de energía del escalonamiento Curtis es más grande que la del escalonamiento Rateau, con menos escalonamientos y con una construcción más económica. Sin embargo, el principio Rateau es más eficiente. Todas las turbinas de acción diseñadas para gran rendimiento emplean el escalonamiento rateau seguido de un escalonamiento Curtis, o bien enteramente el escalonamiento Rateau.Se pueden colocar los escalonamientos que se quieran, dependen de la velocidad de la máquina que se requiera. En las máquinas modernas se usan escalonamientos mixtos porque no se pueden hacer muchos escalonamientos de velocidad. (2 a 3 normalmente) Al principio se requiere bajar la presión lo más posible (rueda Curtis), se baja la presión a una presión intermedia y luego se hace el escalonamiento de presión. Se deben fijar las velocidades periféricas.

Recomendaciones dimensionales y de diseño

A) Coeficiente de escalonamiento

El coeficiente de escalonamiento se puede estimar. 4 a 8 es lo común

B) Largo de la tobera

C) Admisión parcial:Cuando se tiene toberas en toda la periferia de la rueda

D) Admisión total:Cuando se tiene toberas fijas en la caída

E) Forma del rotor

Al proyectar un rotor de turbina la forma de cada paleta debe determinarse por un diagrama de velocidades, haciéndose más planos a medida que se acercan al lado del escape. La altura de las paletas es función del volumen de la corriente de vapor en una sección considerada. La experiencia aconseja que: – La última rueda no debe causar excesiva pérdida de escape y ser sin embargo, lo bastante fuerte, para soportar las tensiones centrífugas. – La altura de la paleta de la primera rueda no deberá ser tan pequeña que pueda originar excesivas pérdidas por rozamientos. – Deberán colocarse suficientes coronas (escalonamientos) para absorber toda la energía aprovechable.

F) Area anular

El área de paso por la última corona debe calcularse sobre la base de área axial. El ángulo de entrada de las paletas aumenta hacia el escape, y se puede escribir lo siguiente:

Area anular = D * h * sen(ángulo de escape)

h: Altura del álabe D: Diámetro de escape h = (0.2 a 0.25)*D

El volumen de vapor a través de la última rueda, se calcula con aproximación, partiendo del consumo de agua, carga y titulo del vapor. Finalmente es necesario ajustar el área y la velocidad de salida y elegir el diámetro del rotor D, que es un problema complicado.

G) Velocidad de la última paleta:La velocidad máxima de la última paleta se limitará a unos 300 m/s

Comportamiento de la presión y velocidad de un sistema mixto