Practica General Turbina de Gas

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO

ACADEMIA DE TERMICAS

L A N O I C A

N O C I N C E T I L O

PRACTICA DE LABORATORIO ESIMEA-LT-PT-PG PRACTICA GENERAL TURBINA DE GAS

P O T U T I T S N

I

MEXICO DF 2007

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INSTITUTO

POLITECNICO

NACIONAL

E. S. I. M. E.

UNIDAD

AZCAPOTZALCO

PRACTICA ESIMEA-LT-PT-PG PRACTICA GENERAL TURBINA DE GAS

PROLOGO Las prácticas dentro del laboratorio son fundamentales para la formación de un alumno de Ingeniería, ya que es por medio de este que se logra no solo afirmar lo aprendido en la teoría sino también logra desarrollar su creatividad, elemento fundamental para el desempeño profesional. Es en el laboratorio donde experimentará, investigará; donde alimentará su curiosidad por medio del estudio profundo de fenómenos físicos que lo lleven al desarrollo de nuevas tecnologías que fortalezcan en un futuro el crecimiento del país. Cabe mencionar que la formación y desarrollo de este tu “Laboratorio de Térmicas” ha sido un esfuerzo continuo de muchos de tus profesores y compañeros que al igual que tu, los ha impulsado el ideal de tener una educación de calidad que no solo convierta alumnos en buenos profesionistas, sino que puedan sentirse orgullosos de haber egresado de una Institución como lo es el Instituto Politécnico Nacional. Este es solo el comienzo, depende de ti, al cuidar el equipo y las instalaciones el que este ideal continúe.

Tu aportación será de gran importancia, no solo velando lo que es tuyo, sino aprovechándolo sabiamente. Recordemos que el Instituto Politécnico Nacional, mantiene un constante esfuerzo de progreso y actualización en la enseñanza, mas sin embargo es nuestra obligación y responsabilidad que este esfuerzo cobre valor. La Academia de Térmicas te da la más cordial bienvenida y esperamos que disfrutes de este laboratorio tanto como nosotros disfrutando prepararlo para ti.

ATENTAMENTE ACADEMIA DE TERMICAS

Elaborado por: Ing. Lima Morales Enrique Ing. Martínez García Lilian Viridiana

Revisado por: Ing. Juan Pablo Escandón Colín Ing. Fredy Donís Sánchez

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INTRODUCCIÓN Las turbinas de gas siempre son usadas en situaciones donde sean requeridas alta densidad de potencia, bajo peso y rápido arranque. Como maquinas de fluido, las turbinas de gas proveen altos volúmenes de flujo en maquinas de dimensiones pequeñas lo contrario a los motores de pistón. Esto permite que la conducción sea realizada en forma sencilla y al mismo tiempo poderosa. Como las partes en movimiento en una turbina de gas están sujetas solamente a movimiento de rotación, y teniendo un buen balance, es posible que esta corra libre de vibraciones. Una desventaja es el alto nivel de ruido ocasionado por la alta velocidad del gas y la expulsión simultanea directa a la atmósfera. En comparación con la turbina de vapor, la turbina de gas trabaja a altas temperaturas y a bajas presiones. La alta temperatura, especialmente en el área de la turbina, requiere materiales especiales para altas temperaturas. El funcionamiento y el comportamiento de una turbina de gas pueden ser estudiados y demostrados en un modelo a escala, como lo es el equipo “Turbina de gas de dos flechas ”. La planta de turbina de gas se usa para la generación de energía mecánica y eléctrica, en aplicaciones como las siguientes: Para impulsión de generadores en estaciones de potencia. Para impulsión de compresores y bombas en extracción de petróleo y gas. Para propulsión de barcos, locomotoras y vehículos pesados. Para la propulsión de aviones con propulsores y motores de jet.



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OBJETIVO El alumno identificara los componentes del equipo “Turbina de gas modelo ET 749” mediante un reconocimiento físico en el laboratorio de térmicas, para relacionarlo físicamente con los conceptos básicos necesarios para el estudio de las asignaturas correspondientes al área térmica en la licenciatura de ingeniería mecánica.

RELACION DE EQUIPOS EMPLEADOS En esta ocasión será utilizado el equipo “Turbina de gas modelo ET 749”

RELACION DE MATERIALES EMPLEADOS No necesario en esta practica

RELACION DE HERRAMIENTAS EMPLEADAS No necesario en esta practica



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DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA PASO 1 Identificar y reconocer los Turbina de gas de dos flechas.

componentes

Controles 1. 2.

Válvula principal del gas combustible. Regulador de presión del gas combustible. 3. Válvula de control del gas co mbustible. 4. Botón de paro rápido. 5. Botón de ignición. 6. Interruptor para el ventilador de arranque. 7. Perilla giratoria para el cambio deposición de las aletas del aire de arranque. 8. Potenciómetro para el generador de carga. 9. Interruptor principal. 10. Botón de paro de emergencia. Pantallas 11. Presión del suministro del gas combustible (presión del cilindro contenedor) Elaborado por: Ing. Lima Morales Enrique Ing. Martínez García Lilian Viridiana

de

la

parte

frontal

del

equipo

12. Presión de la tobera del gas c ombustible 13. Caída de presión en la cámara de combustión (p 2 – p3). 14. Presión antes de la turbina p 3. 15. Presión antes de la turbina de potencia p4. 16. Flujo de aire, velocidad en la entrada. 17. Relación de flujo de gas combustible. 18. Indicador de presión de aceite. 19. Indicador de ignición. 20. Temperaturas: entrada de aire T 1, temperatura del gas a la entrada T g, y después del compresor T 2. 21. Temperatura de entrada a la turbina T 3 22. Temperaturas: a la entrada de la turbina de potencia T 4 y la salida de la turbina T 5. 23. Temperatura de aceite. 24. Velocidad del generador de gas n 1. 25. Velocidad de la turbina de potencia n 2 26.

salida de potencia del generador P E


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1.

Chimenea de entrada con placa de orificio.

2.

Atenuador acústico de entrada.

3.

Ventilador de arranque.

4.

Mecanismo de giro de las aletas.

5.

Generador de gas.

6.

Turbina de potencia.

7.

Generador.

8.

Silenciador de los gases de escape.

9.

Salida de gases de escape.

10. Bujía de ignición. 11. Cámara de combustión. 12. Tobera de inyección del gas combustible. 13. Tanque de aceite. 14. Filtro de aceite. 15. Termostato del enfriador de aceite. 16. Alimentación del agua de enfriamiento y entrada y salida. 17. Resistencias de frenado. 18. Mecanismo de tensión de poleas. 19. Gabinete de interruptores. 20. Líneas de retorno de aceite.



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PASO 2 Identificar y reconocer los componentes “Turbina de gas de dos flechas”.

de

la

parte

posterior

del

equipo

PASO 3 Después de haber realizado los pasos 1 y 2 menciona cuáles son sus componentes indispensables en el equipo “Turbina de gas de dos flechas”, justifica tu respuesta. PASO 4 Una vez identificadas los componentes, explica con tus propias palabras el funcionamiento del equipo “Turbina de gas de dos flechas”. PASO 5 Discute con tu profesor las aplicaciones de las turbinas de gas.(*)

CUESTIONARIO. 1. ¿Qué tipo de ciclo se tiene en el equipo “Turbina de gas de dos flechas”.? 2. Describe los componentes constitutivos de un ciclo Joule- Brayton de circuito abierto. 3. ¿Cuáles son las ventajas y las desventajas de las variaciones del ciclo JouleBrayton? 4. Realice el diagrama T-s y P-v correspondiente en cada una de las variaciones del ciclo. 5. ¿De qué términos depende la eficiencia en cada una de las variaciones del ciclo? (fórmulas correspondientes).



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BIBLIOGRAFIA 

Cengel y Boles, Termodinámica , Mc Graw Hill, Quinta Edición 2006. 507-538 pp.



Faires M. V. Termodinámica, Limusa, Quinta Reimpresión, México 1999.422- 437 pp.



Mataix C. Turbo maquinas térmicas , Limusa, Tercera edición. 137-157 pp.



Tapia D. A., Máquinas térmicas, IPN, México 2005. Cap. 10



NOTA: Revisar Internet

OBSERVACIONES GENERALES 

Recuerda que para un buen desarrollo de la práctica debemos seguir el reglamento interno de nuestro laboratorio, no olvides que este reglamento no está hecho para imponerte sino para protegerte.



Si deseas un mayor aprovechamiento del objetivo de esta práctica se sugiere visitar el laboratorio en horas propuestas por tu equipo para llevar a cabo una investigación más profunda de la práctica en cuestión.(*)



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