Presentación de los distintos tipos de turbinas y sus características.

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA, CIENCIAY
TECNOLOGÍA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO”
SEDE MARACAIBO
Autor: Alejandro Sulbarán
C.I 22.251.703
Carrera: 46
Maracaibo. Julio de 2021
TURBINAS Y SUS
CARACTERÍSTICAS

2. ¿Qué es una turbina?
Una turbina está formada por una rueda que contiene varias paletas, cuando recibe un líquido
continuamente por la parte central, lo dirige hacia la circunferencia aprovechando su energía para
conseguir fuerza motriz.
Por lo tanto, una turbina aprovecha la energía cinética de la presión de un líquido para transformarla en
energía mecánica y conseguir que la rueda con las paletas produzca un movimiento.
Turbina es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbomáquinas motoras. Estas son máquinas
de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entrega su energía cinética a
través de un rodete con paletas o álabes.

3. Tipos de turbinas
• Turbinas de reacción
• Turbinas de acción o impulso
• Según el grado de reacción
• Según la dirección del flujo en el rodete
• Según el número específico de revoluciones
• Según el trabajo del fluido
• Según la dirección del intercambio de energía entre fluido y rodete

4. Turbinas de reacción
Son aquellas en el que el fluido sufre un cambio de presión considerable en su paso por el rodete. El fluido
entra en el rodete con una presión superior a la atmosférica y a la salida de este presenta una depresión. Se
caracterizan por presentar una tubería de aspiración, la cual une la salida del rodete con la zona de descarga
de fluido. Estas turbinas se pueden dividir atendiendo a la configuración de los álabes. Así, existen las turbinas
de álabes fijos (Francis->Radial axial, no diagonal; Hélice->Flujo axial) y turbinas con álabes orientables
(Deriaz->Flujo diagonal; Kaplan->Flujo axial). El empleo de álabes orientables permite obtener rendimientos
hidráulicos mayores.

5. Turbinas de acción o impulso
Son aquellas en que el fluido no sufre ningún cambio de presión a través de su paso por el rodete. La presión
que el fluido tiene a la entrada en la turbina se reduce hasta la presión atmosférica en la corona directriz,
manteniéndose constante en todo el rodete. Su principal característica es que carecen de tubería de aspiración.
La principal turbina de acción es la Turbina Pelton, cuyo flujo es tangencial. Se caracterizan por tener un número
específico de revoluciones bajo (ns<=30). El distribuidor en estas turbinas se denomina inyector.

6. Turbinas según el grado de reacción
En turbomáquinas, el grado de reacción es una medida de la relación entre la altura de presión y la
altura total. Esta definición se aplica tanto para máquinas generadoras (bombas) como para
máquinas receptoras (turbinas), aunque en el primer caso la máquina proporciona altura de presión
y en el segundo caso la recibe.
Para clasificar a una turbina dentro de esta categoría se requiere calcular el grado de reacción de la
misma. Las turbinas de acción aprovechan únicamente la velocidad del flujo de agua, mientras que
las de reacción aprovechan además la pérdida de presión que se produce en su interior.

7. Turbinas según la dirección del flujo en el
rodete
Las turbinas pueden ser de flujo radial, de flujo radio-axial, de flujo axial y de flujo
tangencial.
En las turbinas de flujo radial las partículas de fluido recorren trayectorias inscrita en un
plano perpendicular al eje de la máquina. La velocidad del fluido en ningún punto del rodete
tiene componente axial (paralela al eje). Es el caso, por ejemplo, de las turbinas Francis
puras.
En las turbinas de flujo radio-axial o diagonal las partículas de fluido recorren en el rodete
trayectorias situadas en una superficie cónica. La velocidad tiene las tres componentes:
radial, axial y tangencial. Por ejemplo en las turbinas Francis.
En las turbinas de flujo axial las partículas de fluido recorren en el rodete trayectorias
situadas en un cilindro coaxial con el eje de la máquina. La velocidad del fluido en ningún
punto del rodete tiene componente radial. Solo tiene dos componentes: axial y periférica
(tangencial). Por ejemplo, las turbinas Kaplan y de Hélice.
En las turbinas de flujo tangencial, la entrada del flujo es tangente al rodete. Por ejemplo,
las turbinas Pelton.

8. Turbinas según el número específico de
revoluciones
El número específico de revoluciones es un parámetro importante en el estudio de las
turbomáquinas.
Un elemento imprescindible para proyectar instalaciones hidráulicas, es el número de revoluciones específico o
velocidad específica, pues da indicaciones precisas que permiten determinar las turbinas más adecuadas para
un salto de altura y caudal conocidos. Además, todos los tipos de turbinas se dividen según su número
específico de revoluciones y ello constituye la base para establecer series de rodetes y catálogos con todas las
características que interesan en la construcción de las turbinas.
En el caso particular de las turbinas Francis, se utilizan en las condiciones más diversas, para desniveles
pequeños y medianos hasta h=150m y más, y para toda clase de caudales aún los mayores. Se construyen
turbinas Francis con rodetes de marcha lenta, normales, rápidos y extra rápidos, diferenciándose uno de otros
por la forma de la rueda y de las paletas.

9. Turbinas según el trabajo del fluido
Son aquellas que absorben energía de un fluido y restituyen generalmente energía mecánica en el eje, como una
turbina de vapor, una turbina hidráulica o bien absorben energía mecánica en el eje y restituyen energía a un
fluido como una bomba, un ventilador.
El fluido puede ser un líquido o un gas y el órgano, intercambiador de energía mecánica y de fluido, está dotado
de movimiento rotativo. El vapor producido en calderas que queman combustibles fósiles o en reactores nucleares
es lo que más se utiliza en turbinas de generación de electricidad, propulsión de buques e impulsiones mecánicas.
La turbina de gas tiene tales empleos además de la propulsión de aeronaves mientras que las turbinas hidráulicas
son utilizadas para generar electricidad.

10. Turbinas según la dirección del intercambio
de energía entre fluido y rodete
Son aquellas que extraen energía del fluido. En estas el fluido suministra a la máquina una energía
preferiblemente de presión proveniente de la energía geodésica que poseía en el embalse y que a su vez la
maquina (turbina) transforma en energía mecánica.
Donde: EM = energía mecánica EP = energía de presión.
Las Turbomáquinas Hidráulicas Motoras (THM) son las Turbinas Hidráulicas: Pelton, Francis, Kaplan o Axial.
Estas turbinas dominan la generación de energía eléctrica aprovechando los saltos de agua correspondientes a
algunos metros, hasta centenares o miles de metros de desnivel.

11. Anexos

12. Vista del rodete en una turbina de gas
o vapor de flujo axial

13. Vista de componentes internos de una
turbina de vapor

14. Esquema de una turbina de gas de
flujo mixto

15. Corte esquemático de una turbina
Francis

16. Corte esquemático de una turbina
Pelton

17. Corte esquemático de una turbina
Kaplan

18. Isometría y despiece de un ventilador
centrífugo

19. Compresor centrifugo de flujo radial
(Rodete)

20. Compresor axial (Rodete)

21. Vista del corte de un motor a
propulsión

22. Turbina de hélice

23. Corte isométrico y vista real de una
turbomáquina de flujo radial

24. Turbomáquinas de flujo mixto

25. Dirección del flujo con respecto al eje
en turbinas

26. Vista interna de los distintos tipos de
turbinas y sus piezas fundamentales

27. Distribución interna del flujo en turbina
Pelton y turbina Francis

28. Rodete Pelton

29. Rodete Turgo

30. Rodete Michell Banki

31. Carcasa, voluta o cámara espiral de
una turbina Francis

32. Turbinas de reacción