Turbina de Vapor

Funcionamiento del dispositivo

Una turbina de vapor es una turbo máquina motora, que transforma la energía de un flujo de vapor en energía mecánica a través de un intercambio de cantidad de movimiento entre el fluido de trabajo (el vapor) y el rodete, órgano principal de la turbina, que cuenta con palas o álabes los cuales tienen una forma particular para poder realizar el intercambio energético.

Rodete y álabes de una turbina de vapor

En la turbina se transforma la energía interna del vapor en energía mecánica que, típicamente, es aprovechada por un generador para producir electricidad. En una turbina se pueden distinguir dos partes, el rotor y el estátor. El rotor está formado por ruedas de álabes unidas al eje y que constituyen la parte móvil de la turbina. El estátor también está formado por álabes, no unidos al eje sino a la carcasa de la turbina.

El término turbina de vapor es muy utilizado para referirse a una máquina motora la cual cuenta con un conjuntos de turbinas para transformar la energía del vapor, también al conjunto del rodete y los álabes directores.

En las centrales eléctricas de vapor, gas o en hidroeléctricas, el dispositivo que impulsa al generador eléctrico es la turbina. A medida que el fluido pasa por ésta se hace trabajo contra los alabes, los cuales están unidos a la flecha, la cual a su vez gira y la turbina produce trabajo.

Funcionamiento de una turbina de vapor

Las velocidades de fluido encontradas en la mayor parte de las turbinas son muy altas por lo que el fluido experimenta un cambio importante en su energía cinética. Sin embargo este cambio es por lo regular muy pequeño con respecto al cambio de entalpía, por lo tanto no se toma en cuenta.

Diagrama Esquemático

Propiedades de Estado de Entrada y Salida

Consideraciones

La transferencia de calor desde las turbinas por lo general es insignificante ya que normalmente están bien aisladas.
Los cambios de energía potencial son insignificantes.
Por lo general los cambios de la energía cinética son muy pequeños en comparación con la diferencia de entalpía por lo que sólo se tomará en cuenta en caso de que nos den datos de las velocidades en la entrada o salida; de lo contrario de despreciará.

Propiedades de Entrada

El fluido entra en forma de vapor sobrecalentado y raramente como vapor saturado
El fluido entra a presiones y temperaturas relativamente altas

Propiedades de Salida

El fluido sale en forma de vapor por la segunda salida (en caso de haber) y en forma de mezcla saturada por la primera.
El fluido sale a una presión mucho más baja que la de entrada por la segunda salida y a una aún más baja por la primera.
El fluido sale a bajas temperaturas.