TurbinaEs un dispositivo en el que el fluido (un gas o un líquido) realiza trabajo sobre un álabe unido a un eje rotatorio. Como resultado, el dispositivo produce un trabajo en eje que puede utilizarse para algún propósito. Por ejemplo, en plantas de potencia de vapor, gas e hidroeléctricas, la turbina mueve un generador eléctrico.

Volumen de control

Turbinas

Turbina

Ejemplo: Una turbina de vapor de agua funciona entre unas condiciones de entrada de 30 bar, 400°C, 160 m/s y una salida correspondiente a vapor saturado a 0.7 bar y una velocidad de 100 m/s. El flujo másico es 1200 kg/min, y la potencia de salida 10800 kW. Determínese la magnitud y el sentido del calor transferido en kJ/min, si la variación de energía potencial es despreciable.Solución:

Datos. Ver figura.Incógnitas. Flujo de calor en kJ/min. Modelo. Régimen estacionario, despreciar la variación de energía potencial.Metodología. Use conocen los estados inicial y final y la potencia. Por tanto, la única incognita en la ecuación de energía es el flujo de calor.

Análisis

smvCT

barP

/16040030

1

1

1

=°=

=

smvbarP

/1007.0

2

2

==

.satVapor2

•

m

1

•

m

sumQ•

MWW sal 8.10=•

vapordeTurbina

. . . ContinuaciónLas ecuaciones básicas son

2

2

2

1

2

122 ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++++=

••••

gzvhmgzvhmWQdt

dEvc

••

−= 21 mmdt

dm vc

Si se supone estado estacionario y que se desprecia la variación de la energía potencial

•••

== mmm 21

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −+−++=

•••

2)(0

22

21

21vvhhmWQ

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −+−+−=

•••

2)(

21

22

12vvhhmWQ

. . . Continuación

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −+−+−=

•••

2)(

21

22

12vvhhmWQ

Para completar la solución numérica se necesitan los datosde entalpías

P

υ

C°400

•1

bar300

bar7.0•2

CompresorEs un dispositivo en el que sobre el fluido se realiza trabajo procedente de una fuerza externa, lo que supone un aumento importante de la presión del fluido y posiblemente un aumento importante de la temperatura.

Volumen de control

Compresor de aire

Compresor

VentiladorEs un dispositivo que aumenta ligeramente la presión del gas; su objetivo principal es mover el fluido de un sitio a otro.

Intercambiador de calor de coraza y tubos

Intercambiador de calor de coraza y tubos

Equipo de enfriamiento de un vehículo

Figura 1. Motor de combustión interna de un vehículo.

Figura 2. Radiador de un motor.

1

2

Caldera pirotubular

Vista 1 Vista 2

Caldera pirotubular

Caldera acuotubular

Caldera acuotubular

Caldera acuotubular

Caldera acuotubular