Aula Virtual - 67.20 Turbomaquinas

Clase 1: Cap. 01 - Introducción

En este Capítulo 01 Introducción - Conceptos Básicos, se presentan los conceptos, herramientas y leyes que son la base del estudio de las Turbomáquinas. 

Los Items  1.1 Turbomáquinas Definición, 1.2 Clasificación de Máquinas de Fluido y 1.3 Descripción Básica, muestran una presentación del objeto de estudio de la Materia.

Item 1.4 Cascada de Conversión de la Energía: Es la primera aproximación al funcionamiento de una Turbomáquina (TM). Importante diferenciar conceptos de Transferencia y Transformación. 

Item 1.5 Vista en Cascada y Vista Meridional de TM: Da las claves para interpretar los dibujos de los rotores y álabes de las TM. Será muy importante para el curso aprender a dibujar estas vistas de las TM.

Item 1.6 Triángulos de Velocidad: Clave fundamental para el estudio de las TM. Debe ser perfectamente conocido y dominado por el alumno para todas las TM y en todas sus formas. Se debe interpretar claramente la definición de los tres vectores C,U y W. La construcción del triángulo de velocidades con la definición de componentes y ángulos. Las cuatro reglas mencionadas en pag. 11 son fundamentales para asociar velocidades con perfil de los álabes. Finalmente las distintas formas que pueden adoptar los triángulos de velocidades.

Item 1.7 Leyes...: Una de las bases del estudio de las TM es la aplicación de estas leyes, por lo tanto es necesario conocerlas, dado que las aplicaremos en todo el curso. Son  a)Continuidad b)Energía Sistemas Circulantes c)Ec. de Euler. Los ejemplos de aplicación se podrán entender mejor al realizar la guía de problemas. La segunda forma de la ecuación de Euler y el análisis de los terminos de la 2º forma de Euler son muy importantes. Por experiencia estos conceptos inicialmente pueden parecer complejos o confusos, si no se comprenden totalmente en las primeras lecturas, paciencia, se usaran a lo largo del curso y habrá oportunidad de aclararlos.

Item 1.8 y 1.9 Leerlos para una primera aproximación, se verán en detalle mas adelante.

Clase 2: Cap.02 - Transferencia de Energía en TM

Este capítulo lo podemos dividir en dos secciones:

Primera Parte: Incluye los items 2.1 a 2.9 Es una de las secciones mas importantes de la materia. Junto con el Cap. 01 visto en la clase 01, son la base del estudio de las TM. Deben saber en detalle todos los temas incluidos. Son todos temas evaluados en los exámenes.

Segunda parte: Items 2.9. a 2.26 Flujo compresible en Toberas y Difusores. Hay mucho material (Deducciones, formulas, etc) que debe ser leído y comprendido, y está incluido para fundamentar conceptos. La parte evaluable de esta sección son los ítems 2.14 a 2.18 (2.15 no existe por error), y 2.24 a 2.26. Obviamente es necesario la comprensión de todos los temas para poder desarrollar los mencionados evaluables. 

Al final de todos los Capítulos del apunte tienen la Bibliografía recomendada, parte de la cual la tienen en el Link de Bibliografía.

Clase 3: Cap.03 - Turbomáquinas Centrífugas Compresores

3.1 Definiciones iniciales

3.2 Descripción: Son relevantes las figuras de Pag. 3 El corte transversal del TCC debe poder ser dibujado correctamente en un exámen. La figura que muestra la variación de las energías estáticas y dinámicas en las partes móviles y fijas del TCC. En cuanto a la descripción del rotor, y sus tipos es importante aprender a diferenciar un rotor 2D y uno 3D (Pag.6), porque sobre estos rotores se estudiarán los triángulos de velocidades.

3.3 Triángulos de velocidades: Los triángulos de velocidades se trazarán a)en los álabes entrada y salida y b)en otra forma que puede ser condensada, polar, etc. En los álabes en la salida no ofrece dificultad. En los álabes en la entrada dependerá del tipo de rotor 3D o 2D, Con inductor o sin inductor. 

3.4 Aplicacion Euler: Es lo visto en el cap.01 aplicado al TCC. Se aplicará a todas las TM. 

3.5 Diag. h-S: En el apunte se estudia progresivamente desde un diagrama simple hasta los mas complejos. En un primer estudio entiendan bien los gráficos de "Rotor y Difusor" (Pag 10 inicio), y "Rotor y Difusor con Rotalpía" (Pag11 final)

3.6 Eficiencia Isoentrópica y 3.7:Grado Reacción: Es lo visto en el cap.01 aplicado al TCC. Se aplicará a todas las TM.  

3.8 Rel. Comp.: Idem 3.6 y 3.7, Pag 15 y 16 es material para la práctica, no evaluable.

3.9 Pérdidas en TCC: Material para leer y comprender el comportamiento fuera de diseño.

3.10 Influencia ángulos Salida álabes: Muy importante entender la relación entre el perfil de los álabes, las velocidades y las energías. Estudio de la Energía entregada por el rotor: Lo mas importante son las definiciones iniciales de cada una de las energías y comprender (luego de las de las deducciones trigonométricas) en los gráficos la relación de las mismas con el ángulo beta 2. Se utilizará mucho en la práctica

 3.11 a 3.17 Todo el material es evaluable.

Clase 4:  Turbina radial - Turbina Axial

Cap 04: Turbina Radial

4.1 Turbina Radial: Es una Descripción de la TM, su utilización y su principio de funcionamiento. En ésta como para todas las TM estudiadas deben saber dibujar las vistas transversal y cascada (pag. 2). El gráfico de pag. 3 es una variante de un Diagrama h-S, sirve para complementar el entendimiento del principio de funcionamiento

4.2 Triángulos de Velocidades: deben estudiarse en forma desarrollada o condensada, y también ubicados en los álabes en la vista en cascada.

4.3 Diagrama H-S: Aplicación de lo visto en Cap. 02 a la TM estudiada. Ver con y sin difusor. El ítem incluye la Aplicación de la Ecuación de Euler en todas sus formas. 

4.4 Eficiencia: Aplicación de lo visto en Cap. 02 a la TM estudiada

4.5 Grado de reacción: Aplicación de lo visto en Cap. 02 a la TM estudiada

4.6 Efecto de la Aplicación de un Difusor en la Salida: La inclusión de un difusor en la salida es práctica común en turbinas de gases radiales, y turbinas hidráulicas. Tiene el objetivo de reducir la energía cinética perdida en la salida y aumentar el salto entálpico en el rotor de la TM. Comparar en los gráficos las velocidades de salida, la presión y entalpías en la salida del rotor, y la energía transferida en cada caso.

CAP 06: Turbina Axial

6.1. Descripción

6.2: Principio de Funcionamiento

6.3: Diagrama h-S: Aplicación de lo visto en Cap. 02 a la TM estudiada. Observar que es un diagrama completo con estados de remanso, energías cinéticas y rotalpía, como se solicita en las evaluaciones.

6.4:Grado de Reacción: Aplicación de lo visto en Cap. 02 a la TM estudiada. Incluye una explicación inicial de la diferenciación característica de las turbinas axiales. Acción, impulso, reacción.

6.5: Triángulos de velocidades: En este caso explicado para una turbina de reacción. Observar, y ser flexible en el hecho de las convenciones utilizadas, los sentidos de giro del rotor, etc. usados en las figuras, todos están bien, no se pedirá una particular, recomiendo estudiar conceptualmente, y practicar llevar cada imagen a otra convención.

6.6 Tipos Característicos: Al estudiar este tema no confundirse con los diagramas h-S  de la T. de acción que están muy exagerados y fuera de escala. Es dos o tres veces mas grande la diferencia en presiones entre 1  y 2 que la mostrada. 

6.7 Ecuación de la Energía: Aplicación de lo visto en Cap. 02 a la TM estudiada. 

6.8 Eficiencia: Aplicación de lo visto en Cap. 02 a la TM estudiada