Componentes de Las Turbinas de Gas

Turbinas, TI-3436 Turbinas, Docente: Pedro J. Boschetti

Comonentes rincia!es de !a turbina de "as #istema de admisi$n, Toma Toma de aire o n%ce!a &Inlet ' Comresor &compressor ' C%mara de combusti$n & Burner or 

Combustion chambers'  Turbina Turbina &Turbine '

#istema de (scae &Nozzle or Exhaust system'



Comonentes rincia!es de !a turbina de "as

Toma de aire &Inlet ' (! sistema de admisi$n debe dar e! !ibre aso de aire atmos)*rico a !a turbina e+itando cadas de resi$n o +ariaciones de! uo m%sico a esar de cambios en e! %n"u!o de ata/ue, %n"u!o de des!i0amiento  (! sistema de admisi$n no )orma arte de! motor, este es )abricado or e! )abricante de !a aerona+e  (! sistema de admisi$n esta directamente re!acionado con !a ubicaci$n de! motor, a /ue este debe !!e+ar e! aire atmos)*rico hasta !a entrada de! comresor 

#istema de admisi$n 5bicaci$n de! motor  !a toma de aire7

[Raymer (1989)]

#istema de admisi$n 5bicaci$n de! motor  !a toma de aire7

[Raymer (1989)]

#istema de admisi$n 5Des+iador de caa !imite7

[Raymer (1989)]

Toma T oma de aire aire &Inlet ' 5Caas de en"ranaes en turboh*!ices7 turboh*!ices 7 a caa de en"ranae /ue uti!i0a un turboh*!ice "enera!mente uede interrumir !a toma de aire de! motor  su recubrimiento "enera resistencia aerodin%mica . (stas caas de en"ranae deben ser comactas, no interrumir interrumir !a toma de aire  tener !a menor %rea )ronta! osib!e. as caas de en"ranaes "enera!mente "enera!mente uti!i0an un sistema !anetario ara disminuir !a +e!ocidad an"u!ar de! motor  transmitir !a otencia. 

Toma T oma de aire aire &Inlet ' 5Caas de en"ranaes en turboh*!ices7 turboh*!ices 7

>arrett TP(331 [
Toma T oma de aire aire &Inlet ' 5Caas de en"ranaes en turboh*!ices7 turboh*!ices 7

>arrett TP(331

Toma de aire &Inlet ' 5Caas de en"ranaes en turboh*!ices7

>arrett TP(331



Pier P@-42 Cheenn e





>enera! (!ectric CT8- Turboro (n"ine


>enera! (!ectric CT8- Turboro (n"ine

[

et -61?

Toma de aire &Inlet ' 





a toma de aire no debe ser erturbada or !a este!a "enerada or otra arte de !a aerona+e Para e+itar e! daAo or obetos eternos a !a turbina &Foreign Object Damage, FOD', a!"unas aerona+es, "enera!mente a+iones turboh*!ices  he!ic$teros oseen ma!!as rotectoras /ue rote"en !a toma de aire de! motor. (stas ma!!as uede imedir !a !ibre entrada de aire atmos)*rico  deben ser diseAadas con sumo cuidado  so!o son uti!i0adas cuando e! ries"o de un FOD es considerab!e debido a !a oeraci$n de !a aerona+e &+ue!o a baa a!tura en 0onas a"rco!as  de "uerra'

Comresor &compressor ' (! comresor se 

encar"an de tomar e! aire atmos)*rico  comrimir!o (stos reciben !a otencia de !a turbina de! motor o a!"una etaa o etaas de esta Pueden ser Centr)u"os  @ia!es 

Comresor Centr)u"o

Comresor Centr)u"o (! imu!sor a"re"a ener"a a! uido entrante aumentando su +e!ocidad  resi$n ue"o de! di)usor, disminue !a +e!ocidad de! uido aumentando aun mas su resi$n 

Comresor @ia! os comresores aia!es comrimen e! aire a! a"re"ar!e ener"a a tra+*s de m!ti!es etaas rotoras  contro!ando !a direcci$n de! uo en etaas estatoras  Cada etaa &rotor-estator' incrementa en una re!aci$n de 1 a 1,2 aroimadamente !a resi$n, or !o /ue se re/uieren muchas etaas ara !o"rar una "ran re!aci$n de comresi$n  Para hacer mas e)ecti+o e! contro! de uo aia! a!"unos comresores &en a!"unas etaas' oseen a!abes estatores de %n"u!o +ariab!e 

Comresor @ia!

Comresor @ia!

C%mara de combusti$n &Burner or Combustion chambers' 













a c%mara de combusti$n toma e! aire comrimido  a baa +e!ocidad de! comresor na )racci$n de este asa a tra+*s de !os inectores  se me0c!a con e! combustib!e e+aorado a me0c!a entra en combusti$n ecitada or !a chisa de una bua en e! arran/ue o or e! ca!or remanente #e crea una ama a mu e!e+ada temeratura /ue es a!imentada or e! aire comrimido /ue entra en !a 0ona rimaria de !a c%mara de combusti$n (! resto de! aire entra a !a 0ona de di!uci$n  en)ra arcia!mente !a me0c!a Como resu!tado de! roceso, !a me0c!a de "ases e!e+a su +e!ocidad desde unos  ms hasta 4? ms aroimadamente @roimadamente entre un 9?  6? E de! aire /ue entra a !a c%mara de combusti$n no se /uema. (ste se eande  ace!era su +e!ocidad unto con !os "ases roducto de !a combusti$n

C%mara de combusti$n &Burner or Combustion chambers' a estabi!idad de !a combusti$n deender% de a me0c!a de airecombustib!e  de! +a!or de! uo m%sico /ue asa a tra+*s de !a c%mara de combusti$n  Tios de c%maras de combusti$n &C!asiFcaci$n de Pratt G Hhitne' de acuerdo a su manera de oeraci$n  montae en e! motor  Tio !ata o tubo & Can '  Tio @nu!ar & Annular '  Tio Can-anu!ar o tuboanu!ar &Canannular ' 

C%mara de combusti$n Tio !ata o tubo &Can'

C%mara de combusti$n Tio @nu!ar & Annular '

C%mara de combusti$n Tio Can-anu!ar o tubo-anu!ar & Can annular '

Turbina &Turbine' as turbinas /ue uti!i0an !os motores de reacci$n son turbinas de acci$n-reacci$n  De esta )orma etraen mucho meor !a ener"a de! uo de "ases /ue sa!e de !a c%mara de combusti$n  na !nea estatora se encuentra entre e! escae de !a c%mara de combusti$n  !a turbina, de esta manera diri"e e! uo de "ases en !a direcci$n aroiada  (n un motor habr% tantas etaas estatoras como eisten etaas rotoras  Cada a!abe rotor de )orma indeendiente "enera una )uer0a /ue contribue a mo+er a !a turbina en !a direcci$n de "iro 

Turbina &Turbine'

Turbina &Turbine'

Turbina &Turbine'

Turbina &Turbine' Construcci$n de !os a!abes

Turbina &Turbine' ormas de sueci$n de !os a!abes rotores

Turbina &Turbine' ormas de sueci$n de !os a!abes estatores

#istema de (scae &Nozzle or Exhaust system ' 







os sistemas de escae se encar"an de entre"ar !os "ases roducto de !a combusti$n  aire ca!iente a !a atm$s)era Deendiendo de !a )unci$n de! motor &"enerar emue o entre"ar otencia', !a )unci$n de! escae es distinta #i !a )unci$n de! motor es entre"ar otencia &turboh*!ices  turboees' !a )unci$n de !a secci$n de escae de "ases es entre"ar estos "ases ocasionando !a menor erturbaci$n a !a oeraci$n de !a aerona+e &o contribuir !o meor osib!e a esta' Por esta ra0$n muchos turboees  turboh*!ices oseen una secci$n de escae /ue descar"a !eos de !a estructura de !a aerona+e, de secci$n constante o di+er"ente, !o cua! no ace!era !os "ases de escae o desace!era su +e!ocidad

#istema de (scae &Nozzle or Exhaust system' 

(n motores /ue "eneran emue e! sistema de escae es b%sicamente una tobera /ue ace!era e! uo de "ases de escae ara /ue !a +e!ocidad de estos & V 4' sea !a maor osib!e,  as "enerar maor emue 





#i !a +e!ocidad de escae de !os "ases es menor a !a +e!ocidad de! sonido &subs$nico o trans$nico', esta debe ser con+er"ente #i !a +e!ocidad de escae de !os "ases es maor a !a de! sonido &suers$nico' !a secci$n debe ser con+er"ente-di+er"ente

Pueden eistir sistemas suresores de ruido, unidades ost-/uemadoras, o re+ersores de emue en esta secci$n de! motor. (sto deender% de !a aerona+e  su misi$n



(! sistema de escae de !os motores de reacci$n esta )ormado or todos !os comonentes  sistemas osteriores a !a turbina. (stos comonentes deender%n de !a )unci$n de! motor (ntre estos esta 

#istema de re+ersi$n de emue #istema de ost-/uemador #istema de suresi$n de ruido 

#istema de re+ersi$n de emue

(! sistema de re+ersi$n de emue es un disositi+o encar"ado de entre"ar un +ector de emue en sentido contario a! a+ance re"u!ar de !a aerona+e  (stos comonentes son uti!i0ados ara audar a )renar a !os a+iones durante !a rimera )ase de! aterri0ae, aun/ue en a!icaciones mi!itares ueden )renar e! a+i$n en +ue!o  Para "enerar e! +ector de emue contario a! a+ance se in+ierte todo o arte de! uo de "ases de escae de! motor en aroimadamente 4 "rados 

#istema de re+ersi$n de emue Durante e! aterri0ae, 

este sistema so!o es acti+ado a +e!ocidades sueriores a 6? =not ara e+itar !a recircu!aci$n de "ases de escae.

#istema de re+ersi$n de emue os di+ersos sistemas de re+ersi$n de emue 

ueden ser c!asiFcados en tres "ruos: #istema de comuerta de a!mea & Clamshell !oor system' #istema de cubeta corredi0a & Buc"et target system' #istema de re+ersi$n de corriente )ra & Col! stream re#erser system ' 

#istema de comuerta de a!mea & Clamshell !oor (ste sistema b!o/uea  re+ierte e! uo tota! de ' system "ases de escae or 

medio de dos comuertas oeradas neum%ticamente.  (! uo de escae es direccionado or medio de !a rei!!a de a!abes.  Todo e! sistema )unciona a temeraturas de aroimadamente 6??C durante un corto eriodo.

#istema de comuerta de a!mea &Clamshell !oor system'

#istema de cubeta corredi0a &Buc"et target (ste sistema rota  tras!ada un ar de system' comuertas en )orma de 

cubeta or medio de un sistema hidr%u!ico /ue b!o/uea  re+ierte todo e! uo de "ases de escae de! motor  #on usados or turbo)%n de bao bypass

#istema de cubeta corredi0a &Buc"et target system'

#istema de re+ersi$n de corriente )ra &Col! stream (ste sistema so!o re+ierte e! uo de aire )ro de! ' re#erser system or medio de un conunto de 

bypass

comonentes /ue b!o/uean e! aire en e! ducto  un conunto de a!abes de cascada /ue direccionan e! uo.  a rei!!a de a!abes de cascada ermanecen cerrados or medio de una comuerta en oeraci$n re"u!ar  #on em!eados or turbo)%n de a!to bypass.

#istema de re+ersi$n de corriente )ra &Col! stream re#erser system'

#istema de ost/uemador @!"unos aero!anos 

necesitan emue adiciona! en ciertas )ases de +ue!o como dese"ue o ara a!can0ar +e!ocidades or encima de !a de! sonido.  Para esto se uti!i0a un sistema /ue aro+echa e! oi"eno no /uemado en !a combusti$n !!amado ost/uemador.

#istema de ost/uemador (! sistema de ost/uemado entre"a combustib!e a !os 

"ases de escae de! motor  !o /uema en una 0ona cerrada a"re"ando mas ener"a !os "ases de escae.  (! sistema se com!emente con un subsistema /ue +aria e! %rea de !a secci$n de escae  !a )orma de! ducto.

#istema de ost/uemador 

(! ost/uemador se comone b%sicamente:    

Ducto #istema de inecci$n de combustib!e Ducto de combusti$n #ecci$n de %rea +ariab!e

#istema de ost/uemador

#istema de ost/uemador

#istema de suresi$n de ruido as re"u!aciones ei"en un ni+e! de 

ruido m%imo ara !as aerona+es en oeraci$n en !os aerouertos & K@CI aneo 16, @< Part 36, J@< 36, <@L 36 '. (! ruido es medido en E$ecti#e %ercei#e! Noise !eciBel &(PMdB'. (ste toma en cuenta !a osci!aci$n  !a resi$n de! sonido &deciBe!'.

#istema de suresi$n de ruido (! ruido de !os motores 

de reacci$n tiene di+ersas )uentes, todas estas causadas or !os di+ersos comonentes de! motor. os "ases de escae roducen ruido de baa )recuencia,  a! me0c!arse con e! aire de !a atm$s)era roduce ruido de a!ta )recuencia.

#istema de suresi$n de ruido

(! ruido de! comresor  !a turbina se "enera or !os cambios de resi$n roducidos entre !os a!abes estatores  !os rotores.



#istema de suresi$n de ruido os sistemas de suresi$n 

de ruido ueden disminuir e! ruido causado or e! chorro de aire or medio de !a me0c!a de aire atmos)*rico con !os "ases de escae.

Componentes de Las Turbinas de Gas

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